開放水槽の側面にある直径 40 mm の円形の孔から水が流出する。自由表面は孔より 3 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 = 3 mg = 9.81 m/s²d = 40 mm
Q = L/s
2.やさしい
グリセリン(ρ = 1260 kg/m³)が内径 40 mm の管の中を 3.25 m/s で流れる。質量流量 ṁ を求めよ。
ρ = 1260 kg/m³v = 3.25 m/sd = 40 mm
ṁ = kg/s
3.ふつう
水が、200 mm から 100 mm に細くなる水平管を流れる。太い部分の圧力は 240 kPa、流速は 1 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 = 200 mmd2 = 100 mmp1 = 240 kPav1 = 1 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 24 kPa 高い。損失を無視して、流量 Q を求めよ。
d1 = 80 mmd2 = 40 mmp1 − p2 = 24 kPaρ = 1000 kg/m³
Q = L/s
5.むずかしい
内径 20 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 3 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 = 20 mmzC = +3 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 75 mm、ゲージ圧は 100 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 = 75 mmp1 = 100 kPa (ゲージ圧)d2 = 40 mmρ = 1000 kg/m³g = 9.81 m/s²
H = m
解答
- 1. Q = 9.641 L/s
- 2. ṁ = 5.146 kg/s
- 3. p2 = 232.5 kPa
- 4. Q = 8.992 L/s
- 5. Q = 2.783 L/s
- 6. H = 11.09 m
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