給水管で 9 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。
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 = 9 L/sv = 3 m/s
d = mm
2.やさしい
水が、直径が 150 mm から 100 mm に細くなる管を流れる。太い部分の流速は 2.25 m/s である。細い部分の流速 v2 を求めよ。
d1 = 150 mmd2 = 100 mmv1 = 2.25 m/s
v2 = m/s
3.ふつう
水が 9 L/s で、200 mm から 100 mm に細くなる水平管を流れる。細い部分の圧力は 190 kPa である。損失を無視して、太い部分の圧力 p1 を求めよ。
Q = 9 L/sd1 = 200 mmd2 = 100 mmp2 = 190 kPaρ = 1000 kg/m³
p1 = kPa
4.ふつう
水が 19 L/s で、200 mm から 150 mm に細くなる水平管を流れる。細い部分の圧力は 110 kPa である。損失を無視して、太い部分の圧力 p1 を求めよ。
Q = 19 L/sd1 = 200 mmd2 = 150 mmp2 = 110 kPaρ = 1000 kg/m³
p1 = kPa
5.むずかしい
水が、75 mm から 25 mm に細くなりながら 1 m 上昇する管を上向きに流れる。断面 1 での圧力は 190 kPa、流速は 1 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 = 25 mmp1 = 190 kPav1 = 1 m/sΔz = 1 mρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
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 50 mm、ゲージ圧は 60 kPa である。ノズル出口の直径は 30 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 = 50 mmp1 = 60 kPa (ゲージ圧)d2 = 30 mmρ = 1000 kg/m³g = 9.81 m/s²
H = m
解答
- 1. d = 61.8 mm
- 2. v2 = 5.063 m/s
- 3. p1 = 190.6 kPa
- 4. p1 = 110.4 kPa
- 5. p2 = 140.2 kPa
- 6. H = 7.027 m
ステップごとの詳しい解答:このトピックは examproblems.com で練習できます。