開放水槽の側面にある直径 10 mm の円形の孔から水が流出する。自由表面は孔より 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。
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 = 5 mg = 9.81 m/s²d = 10 mm
Q = L/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 5.5 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 = 5.5 mg = 9.81 m/s²
v = m/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 130 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 = 75 mmd2 = 50 mmp1 = 130 kPav1 = 0.5 m/sρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
4.ふつう
水道管内のピトー静圧管が、よどみ点圧と静圧の差として 21 kPa を示す。先端での水の流速 v を求めよ。
p0 − p = 21 kPaρ = 1000 kg/m³
v = m/s
5.むずかしい
水が、150 mm から 100 mm に細くなりながら 3 m 上昇する管を上向きに流れる。断面 1 での圧力は 190 kPa、流速は 2.75 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 = 190 kPav1 = 2.75 m/sΔz = 3 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 100 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 210 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 = 100 mmΔh = 210 mmCd = 0.99ρHg = 13 600 kg/m³g = 9.81 m/s²
Q = L/s
解答
- 1. Q = 0.7779 L/s
- 2. v = 10.39 m/s
- 3. p2 = 129.5 kPa
- 4. v = 6.481 m/s
- 5. p2 = 145.2 kPa
- 6. Q = 57.86 L/s
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