開放水槽の側面にある直径 15 mm の円形の孔から水が流出する。自由表面は孔より 1.5 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 = 1.5 mg = 9.81 m/s²d = 15 mm
Q = L/s
2.やさしい
水が、直径 100 mm の管の太い部分を 2.5 m/s で流れる。体積流量 Q を求めよ。
d1 = 100 mmd2 = 75 mmv1 = 2.5 m/s
Q = L/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 350 kPa、流速は 1.75 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 = 350 kPav1 = 1.75 m/sρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
4.ふつう
入口径 100 mm、のど部径 50 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 34 kPa 高い。損失を無視して、流量 Q を求めよ。
d1 = 100 mmd2 = 50 mmp1 − p2 = 34 kPaρ = 1000 kg/m³
Q = L/s
5.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 330 mm である。流量係数は 0.97 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 = 330 mmCd = 0.97ρHg = 13 600 kg/m³g = 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 50 mm、ゲージ圧は 70 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 = 70 kPa (ゲージ圧)d2 = 30 mmρ = 1000 kg/m³g = 9.81 m/s²
H = m
解答
- 1. Q = 0.9587 L/s
- 2. Q = 19.63 L/s
- 3. p2 = 327 kPa
- 4. Q = 16.72 L/s
- 5. Q = 159.9 L/s
- 6. H = 8.198 m
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