給水管で 53 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 2.5 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 = 53 L/sv = 2.5 m/s
d = mm
2.やさしい
海水(ρ = 1025 kg/m³)が内径 25 mm の管の中を 2.25 m/s で流れる。質量流量 ṁ を求めよ。
ρ = 1025 kg/m³v = 2.25 m/sd = 25 mm
ṁ = kg/s
3.ふつう
入口径 150 mm、のど部径 75 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 59 kPa 高い。損失を無視して、流量 Q を求めよ。
d1 = 150 mmd2 = 75 mmp1 − p2 = 59 kPaρ = 1000 kg/m³
Q = L/s
4.ふつう
水が、75 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 140 kPa、流速は 1.25 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 = 25 mmp1 = 140 kPav1 = 1.25 m/sρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
5.むずかしい
密閉水槽の水面上に、ゲージ圧 50 kPa の圧縮空気がある。水面より 3.5 m 下にある直径 20 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 流量 Q。 g = 9.81 m/s² とする。
pair = 50 kPa (ゲージ圧)h = 3.5 md = 20 mmρ = 1000 kg/m³g = 9.81 m/s²
Q = L/s
6.むずかしい
水が、75 mm から 50 mm に細くなりながら 10 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 1.5 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 = 75 mmd2 = 50 mmp1 = 400 kPav1 = 1.5 m/sΔz = 10 mρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
解答
- 1. d = 164.3 mm
- 2. ṁ = 1.132 kg/s
- 3. Q = 49.56 L/s
- 4. p2 = 77.5 kPa
- 5. Q = 4.08 L/s
- 6. p2 = 297.3 kPa
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