給水管で 11 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 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 = 11 L/sv = 1 m/s
d = mm
2.やさしい
水が、直径 75 mm の管の太い部分を 1.25 m/s で流れる。体積流量 Q を求めよ。
d1 = 75 mmd2 = 25 mmv1 = 1.25 m/s
Q = L/s
3.ふつう
水が、150 mm から 75 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 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 = 150 mmd2 = 75 mmp1 = 370 kPav1 = 0.5 m/sρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
4.ふつう
水が、100 mm から 75 mm に細くなる水平管を流れる。太い部分の圧力は 210 kPa、流速は 1.5 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 = 100 mmd2 = 75 mmp1 = 210 kPav1 = 1.5 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 75 mm、ゲージ圧は 40 kPa である。ノズル出口の直径は 20 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 = 75 mmp1 = 40 kPa (ゲージ圧)d2 = 20 mmρ = 1000 kg/m³g = 9.81 m/s²
H = m
6.むずかしい
水が、150 mm から 50 mm に細くなりながら 6 m 上昇する管を上向きに流れる。断面 1 での圧力は 280 kPa、流速は 1.25 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 = 50 mmp1 = 280 kPav1 = 1.25 m/sΔz = 6 mρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
解答
- 1. d = 118.3 mm
- 2. Q = 5.522 L/s
- 3. p2 = 368.1 kPa
- 4. p2 = 207.6 kPa
- 5. H = 4.098 m
- 6. p2 = 158.6 kPa
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