開放水槽の側面にある直径 10 mm の円形の孔から水が流出する。自由表面は孔より 5.5 m 上にある。損失と噴流の縮流を無視して、流量 Q を求めよ。 g = 9.81 m/s² とする。
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
h = 5.5 mg = 9.81 m/s²d = 10 mm
Q = L/s
2.やさしい
給水管で 47 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 3 m/s とする。必要な管の内径 d を求めよ。
Q = 47 L/sv = 3 m/s
d = mm
3.ふつう
水が、150 mm から 75 mm に細くなる水平管を流れる。太い部分の圧力は 290 kPa、流速は 2 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 = 150 mmd2 = 75 mmp1 = 290 kPav1 = 2 m/sρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
4.ふつう
入口径 80 mm、のど部径 40 mm の水平なベンチュリ管を水が流れる。入口の圧力はのど部より 43 kPa 高い。損失を無視して、流量 Q を求めよ。
d1 = 80 mmd2 = 40 mmp1 − p2 = 43 kPaρ = 1000 kg/m³
Q = L/s
5.むずかしい
水が、200 mm から 40 mm に細くなりながら 8 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 = 200 mmd2 = 40 mmp1 = 190 kPav1 = 0.5 m/sΔz = 8 mρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
6.むずかしい
水平なベンチュリ管(入口 250 mm、のど部 125 mm)を水が流れる。入口とのど部の間に接続した水銀 U 字管マノメータの液面差は 300 mm である。流量係数は 0.96 である。流量 Q を求めよ。水は ρ = 1000 kg/m³、水銀は 13 600 kg/m³、g = 9.81 m/s² とする。
d1 = 250 mmd2 = 125 mmΔh = 300 mmCd = 0.96ρHg = 13 600 kg/m³g = 9.81 m/s²
Q = L/s
解答
- 1. Q = 0.8159 L/s
- 2. d = 141.2 mm
- 3. p2 = 260 kPa
- 4. Q = 12.04 L/s
- 5. p2 = 33.52 kPa
- 6. Q = 104.8 L/s
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