水が、直径が 100 mm から 40 mm に細くなる管を流れる。太い部分の流速は 0.75 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 = 100 mmd2 = 40 mmv1 = 0.75 m/s
v2 = m/s
2.やさしい
開放水槽の側面の小さな孔から水が流出する。自由表面は孔より 2.5 m 上にある。損失を無視して、孔での噴流速度 v を求めよ。 g = 9.81 m/s² とする。
h = 2.5 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
3.ふつう
入口径 250 mm、のど部径 125 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 48 kPa 高い。損失を無視して、流量 Q を求めよ。
d1 = 250 mmd2 = 125 mmp1 − p2 = 48 kPaρ = 1000 kg/m³
Q = L/s
4.ふつう
水が、75 mm から 40 mm に細くなる水平管を流れる。太い部分の圧力は 390 kPa、流速は 3 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 = 40 mmp1 = 390 kPav1 = 3 m/sρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
5.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
6.むずかしい
水平なベンチュリ管(入口 300 mm、のど部 150 mm)を水が流れる。入口とのど部の間に接続した水銀 U 字管マノメータの液面差は 50 mm である。流量係数は 0.98 である。流量 Q を求めよ。水は ρ = 1000 kg/m³、水銀は 13 600 kg/m³、g = 9.81 m/s² とする。
d1 = 300 mmd2 = 150 mmΔh = 50 mmCd = 0.98ρHg = 13 600 kg/m³g = 9.81 m/s²
Q = L/s
解答
- 1. v2 = 4.688 m/s
- 2. v = 7.004 m/s
- 3. Q = 124.2 L/s
- 4. p2 = 338.9 kPa
- 5. H = 7.027 m
- 6. Q = 62.88 L/s
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