給水管で 8 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 2.5 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 = 8 L/sv = 2.5 m/s
d = mm
2.やさしい
水が、直径 150 mm の管の太い部分を 1 m/s で流れる。体積流量 Q を求めよ。
d1 = 150 mmd2 = 100 mmv1 = 1 m/s
Q = L/s
3.ふつう
水が、150 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 400 kPa、流速は 0.75 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 = 150 mmd2 = 40 mmp1 = 400 kPav1 = 0.75 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 270 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 = 100 mmd2 = 75 mmp1 = 270 kPav1 = 2.75 m/sρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
5.むずかしい
密閉水槽の水面上に、ゲージ圧 30 kPa の圧縮空気がある。水面より 1 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 噴流速度 v。 g = 9.81 m/s² とする。
pair = 30 kPa (ゲージ圧)h = 1 md = 30 mmρ = 1000 kg/m³g = 9.81 m/s²
v = m/s
6.むずかしい
内径 50 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 3 m 上にあり、出口(大気に開放)は水面より 4.5 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 = 50 mmzC = +3 mz2 = −4.5 mg = 9.81 m/s²patm = 101.3 kPa
pC = kPa
解答
- 1. d = 63.83 mm
- 2. Q = 17.67 L/s
- 3. p2 = 344.7 kPa
- 4. p2 = 261.8 kPa
- 5. v = 8.923 m/s
- 6. pC = 27.72 kPa
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。