給水管で 7 L/s を流さなければならない。騒音と摩耗を抑えるため、平均流速は 1.5 m/s とする。必要な管の内径 d を求めよ。
解答つき連続の式とベルヌーイワークシート
1.やさしい
Q = 7 L/sv = 1.5 m/s
d = mm
2.やさしい
水が、直径 100 mm の管の太い部分を 0.5 m/s で流れる。体積流量 Q を求めよ。
d1 = 100 mmd2 = 75 mmv1 = 0.5 m/s
Q = L/s
3.ふつう
水が、100 mm から 25 mm に細くなる水平管を流れる。太い部分の圧力は 160 kPa、流速は 0.75 m/s である。損失を無視して、細い部分の圧力 p2 を求めよ。
d1 = 100 mmd2 = 25 mmp1 = 160 kPav1 = 0.75 m/sρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
4.ふつう
大きな開放水槽から、直径 20 mm の刃形オリフィスを通って水が流出する。水位はオリフィスより 4.5 m 上に保たれ、流量係数は 0.64 である。流量 Q を求めよ。g = 9.81 m/s² とする。
d = 20 mmh = 4.5 mCd = 0.64g = 9.81 m/s²
Q = L/s
5.むずかしい
水が、150 mm から 75 mm に細くなりながら 7 m 上昇する管を上向きに流れる。断面 1 での圧力は 190 kPa、流速は 0.5 m/s である。損失を無視して、断面 2 での圧力 p2 を求めよ。
d1 = 150 mmd2 = 75 mmp1 = 190 kPav1 = 0.5 m/sΔz = 7 mρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
6.むずかしい
水が、75 mm から 50 mm に細くなりながら 7 m 上昇する管を上向きに流れる。断面 1 での圧力は 400 kPa、流速は 3 m/s である。損失を無視して、断面 2 での圧力 p2 を求めよ。
d1 = 75 mmd2 = 50 mmp1 = 400 kPav1 = 3 m/sΔz = 7 mρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
解答
- 1. d = 77.08 mm
- 2. Q = 3.927 L/s
- 3. p2 = 88.28 kPa
- 4. Q = 1.889 L/s
- 5. p2 = 119.5 kPa
- 6. p2 = 313 kPa
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