水(ρ = 1000 kg/m³)が内径 100 mm の管の中を 3 m/s で流れる。質量流量 ṁ 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
ρ = 1000 kg/m³v = 3 m/sd = 100 mm
ṁ = kg/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 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 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
3.ふつう
水が、200 mm から 50 mm に細くなる水平管を流れる。太い部分の圧力は 150 kPa、流速は 0.5 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 = 200 mmd2 = 50 mmp1 = 150 kPav1 = 0.5 m/sρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
4.ふつう
大きな開放水槽から、直径 30 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 4 m 上に保たれ、流量係数は 0.61 である。流量 Q を求めよ。g = 9.81 m/s² とする。
d = 30 mmh = 4 mCd = 0.61g = 9.81 m/s²
Q = L/s
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 100 mm、ゲージ圧は 70 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 = 100 mmp1 = 70 kPa (ゲージ圧)d2 = 40 mmρ = 1000 kg/m³g = 9.81 m/s²
H = m
6.むずかしい
水が、150 mm から 100 mm に細くなりながら 8 m 上昇する管を上向きに流れる。断面 1 での圧力は 140 kPa、流速は 2 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 = 150 mmd2 = 100 mmp1 = 140 kPav1 = 2 m/sΔz = 8 mρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
解答
- 1. ṁ = 23.56 kg/s
- 2. v = 6.264 m/s
- 3. p2 = 118.1 kPa
- 4. Q = 3.82 L/s
- 5. H = 7.323 m
- 6. p2 = 53.39 kPa
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。