水が、直径が 150 mm から 75 mm に細くなる管を流れる。太い部分の流速は 1 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 = 150 mmd2 = 75 mmv1 = 1 m/s
v2 = m/s
2.やさしい
給水管で 24 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 2 m/s とする。必要な管の内径 d を求めよ。
Q = 24 L/sv = 2 m/s
d = mm
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 160 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 = 75 mmd2 = 50 mmp1 = 160 kPav1 = 1.5 m/sρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
4.ふつう
大きな開放水槽から、直径 40 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 2.5 m 上に保たれ、流量係数は 0.65 である。流量 Q を求めよ。g = 9.81 m/s² とする。
d = 40 mmh = 2.5 mCd = 0.65g = 9.81 m/s²
Q = L/s
5.むずかしい
水が、100 mm から 50 mm に細くなりながら 1 m 上昇する管を上向きに流れる。断面 1 での圧力は 330 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 = 50 mmp1 = 330 kPav1 = 0.5 m/sΔz = 1 mρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
6.むずかしい
密閉水槽の水面上に、ゲージ圧 50 kPa の圧縮空気がある。水面より 3 m 下にある直径 30 mm の孔から、水が大気中に流出する。損失を無視して、次を求めよ 流量 Q。 g = 9.81 m/s² とする。
pair = 50 kPa (ゲージ圧)h = 3 md = 30 mmρ = 1000 kg/m³g = 9.81 m/s²
Q = L/s
解答
- 1. v2 = 4 m/s
- 2. d = 123.6 mm
- 3. p2 = 155.4 kPa
- 4. Q = 5.721 L/s
- 5. p2 = 318.3 kPa
- 6. Q = 8.909 L/s
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