水が、直径が 150 mm から 75 mm に細くなる管を流れる。太い部分の流速は 1 m/s である。細い部分の流速 v2 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
d1 = 150 mmd2 = 75 mmv1 = 1 m/s
v2 = m/s
2.やさしい
水が、直径 200 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 = 200 mmd2 = 100 mmv1 = 0.5 m/s
Q = L/s
3.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 6 m 上に保たれ、流量係数は 0.63 である。流量 Q を求めよ。g = 9.81 m/s² とする。
d = 20 mmh = 6 mCd = 0.63g = 9.81 m/s²
Q = L/s
4.ふつう
水が、75 mm から 50 mm に細くなる水平管を流れる。太い部分の圧力は 120 kPa、流速は 2.75 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 = 75 mmd2 = 50 mmp1 = 120 kPav1 = 2.75 m/sρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
5.むずかしい
内径 25 mm のホースで開放水槽から水をサイホンで吸い出す。ホースの最高点 C は水面より 1 m 上にあり、出口(大気に開放)は水面より 4 m 下にある。損失を無視し、g = 9.81 m/s² とする。 流量 Q を求めよ。
d = 25 mmzC = +1 mz2 = −4 mg = 9.81 m/s²
Q = L/s
6.むずかしい
噴水のノズルが真上を向いている。ノズルのすぐ下で、供給管の直径は 100 mm、ゲージ圧は 70 kPa である。ノズル出口の直径は 40 mm で、ノズル前後の高さの差は無視できる。損失と空気抵抗を無視して、噴流がノズルより上に達する高さ H を求めよ。g = 9.81 m/s² とする。
d1 = 100 mmp1 = 70 kPa (ゲージ圧)d2 = 40 mmρ = 1000 kg/m³g = 9.81 m/s²
H = m
解答
- 1. v2 = 4 m/s
- 2. Q = 15.71 L/s
- 3. Q = 2.147 L/s
- 4. p2 = 104.6 kPa
- 5. Q = 4.349 L/s
- 6. H = 7.323 m
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