水(ρ = 1000 kg/m³)が内径 50 mm の管の中を 1 m/s で流れる。質量流量 ṁ 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
ρ = 1000 kg/m³v = 1 m/sd = 50 mm
ṁ = kg/s
2.やさしい
水が、直径 150 mm の管の太い部分を 1.75 m/s で流れる。体積流量 Q を求めよ。
d1 = 150 mmd2 = 75 mmv1 = 1.75 m/s
Q = L/s
3.ふつう
入口径 150 mm、のど部径 100 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 30 kPa 高い。損失を無視して、流量 Q を求めよ。
d1 = 150 mmd2 = 100 mmp1 − p2 = 30 kPaρ = 1000 kg/m³
Q = L/s
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 1 m 上に保たれ、流量係数は 0.6 である。流量 Q を求めよ。g = 9.81 m/s² とする。
d = 20 mmh = 1 mCd = 0.6g = 9.81 m/s²
Q = L/s
5.むずかしい
水平なベンチュリ管(入口 150 mm、のど部 100 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 210 mm である。流量係数は 0.98 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 = 150 mmd2 = 100 mmΔh = 210 mmCd = 0.98ρHg = 13 600 kg/m³g = 9.81 m/s²
Q = L/s
6.むずかしい
密閉水槽の水面上に、ゲージ圧 30 kPa の圧縮空気がある。水面より 3 m 下にある直径 40 mm の孔から、水が大気中に流出する。損失を無視して、次を求めよ 噴流速度 v。 g = 9.81 m/s² とする。
pair = 30 kPa (ゲージ圧)h = 3 md = 40 mmρ = 1000 kg/m³g = 9.81 m/s²
v = m/s
解答
- 1. ṁ = 1.963 kg/s
- 2. Q = 30.93 L/s
- 3. Q = 67.91 L/s
- 4. Q = 0.8349 L/s
- 5. Q = 61.91 L/s
- 6. v = 10.9 m/s
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