開放水槽の側面にある直径 30 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 = 30 mm
Q = L/s
2.やさしい
給水管で 32 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 = 32 L/sv = 2 m/s
d = mm
3.ふつう
風洞内のピトー静圧管が、よどみ点圧と静圧の差として 1050 Pa を示す。空気の密度は 1.2 kg/m³ である。風速 v を求めよ。
p0 − p = 1050 Paρ = 1.2 kg/m³
v = m/s
4.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 340 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 = 50 mmp1 = 340 kPav1 = 3 m/sρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
5.むずかしい
水が、100 mm から 75 mm に細くなりながら 4 m 上昇する管を上向きに流れる。断面 1 での圧力は 270 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 = 75 mmp1 = 270 kPav1 = 0.5 m/sΔz = 4 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 190 kPa の圧縮空気がある。水面より 5 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 = 190 kPa (ゲージ圧)h = 5 md = 20 mmρ = 1000 kg/m³g = 9.81 m/s²
Q = L/s
解答
- 1. Q = 7.001 L/s
- 2. d = 142.7 mm
- 3. v = 41.83 m/s
- 4. p2 = 321.7 kPa
- 5. p2 = 230.5 kPa
- 6. Q = 6.869 L/s
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