給水管で 41 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 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 = 41 L/sv = 2 m/s
d = mm
2.やさしい
給水管で 11 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 = 11 L/sv = 3 m/s
d = mm
3.ふつう
大きな開放水槽から、直径 25 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 3.5 m 上に保たれ、流量係数は 0.62 である。流量 Q を求めよ。g = 9.81 m/s² とする。
d = 25 mmh = 3.5 mCd = 0.62g = 9.81 m/s²
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 400 kPa、流速は 1.5 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 = 400 kPav1 = 1.5 m/sρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
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 2.5 m 上にあり、出口(大気に開放)は水面より 4.5 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 = +2.5 mz2 = −4.5 mg = 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 100 kPa の圧縮空気がある。水面より 4.5 m 下にある直径 50 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 = 100 kPa (ゲージ圧)h = 4.5 md = 50 mmρ = 1000 kg/m³g = 9.81 m/s²
Q = L/s
解答
- 1. d = 161.6 mm
- 2. d = 68.33 mm
- 3. Q = 2.522 L/s
- 4. p2 = 310 kPa
- 5. Q = 2.952 L/s
- 6. Q = 33.34 L/s
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