給水管で 60 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 1.5 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 = 60 L/sv = 1.5 m/s
d = mm
2.やさしい
海水(ρ = 1025 kg/m³)が内径 40 mm の管の中を 3.75 m/s で流れる。質量流量 ṁ を求めよ。
ρ = 1025 kg/m³v = 3.75 m/sd = 40 mm
ṁ = kg/s
3.ふつう
水が、75 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 370 kPa、流速は 2.75 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 = 75 mmd2 = 50 mmp1 = 370 kPav1 = 2.75 m/sρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
4.ふつう
水が 17 L/s で、150 mm から 75 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 = 17 L/sd1 = 150 mmd2 = 75 mmp2 = 190 kPaρ = 1000 kg/m³
p1 = kPa
5.むずかしい
水が、100 mm から 25 mm に細くなりながら 5 m 上昇する管を上向きに流れる。断面 1 での圧力は 220 kPa、流速は 0.5 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 = 100 mmd2 = 25 mmp1 = 220 kPav1 = 0.5 m/sΔz = 5 mρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
6.むずかしい
水平なベンチュリ管(入口 200 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 310 mm である。流量係数は 0.99 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 = 200 mmd2 = 150 mmΔh = 310 mmCd = 0.99ρHg = 13 600 kg/m³g = 9.81 m/s²
Q = L/s
解答
- 1. d = 225.7 mm
- 2. ṁ = 4.83 kg/s
- 3. p2 = 354.6 kPa
- 4. p1 = 196.9 kPa
- 5. p2 = 139.1 kPa
- 6. Q = 185.2 L/s
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