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 7 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。
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 = 7 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
2.やさしい
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 0.5 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。
h = 0.5 mg = 9.81 m/s²d = 15 mm
Q = L/s
3.ふつう
水が、75 mm から 40 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 3 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 = 40 mmp1 = 210 kPav1 = 3 m/sρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
4.ふつう
入口径 80 mm、のど部径 40 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 36 kPa 高い。損失を無視して、流量 Q を求めよ。
d1 = 80 mmd2 = 40 mmp1 − p2 = 36 kPaρ = 1000 kg/m³
Q = L/s
5.むずかしい
内径 25 mm のホースで開放水槽から水をサイホンで吸い出す。ホースの最高点 C は水面より 2.5 m 上にあり、出口(大気に開放)は水面より 3.5 m 下にある。損失を無視し、g = 9.81 m/s² とする。 点 C での絶対圧力 pC を求めよ。大気圧は 101.3 kPa である。
d = 25 mmzC = +2.5 mz2 = −3.5 mg = 9.81 m/s²patm = 101.3 kPa
pC = kPa
6.むずかしい
密閉水槽の水面上に、ゲージ圧 90 kPa の圧縮空気がある。水面より 2 m 下にある直径 20 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 = 90 kPa (ゲージ圧)h = 2 md = 20 mmρ = 1000 kg/m³g = 9.81 m/s²
Q = L/s
解答
- 1. v = 11.72 m/s
- 2. Q = 0.5535 L/s
- 3. p2 = 158.9 kPa
- 4. Q = 11.01 L/s
- 5. pC = 42.44 kPa
- 6. Q = 4.652 L/s
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。