給水管で 35 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 1.5 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 = 35 L/sv = 1.5 m/s
d = mm
2.やさしい
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 3 m/s である。細い部分の流速 v2 を求めよ。
d1 = 150 mmd2 = 75 mmv1 = 3 m/s
v2 = m/s
3.ふつう
水が 21 L/s で、100 mm から 75 mm に細くなる水平管を流れる。細い部分の圧力は 110 kPa である。損失を無視して、太い部分の圧力 p1 を求めよ。
Q = 21 L/sd1 = 100 mmd2 = 75 mmp2 = 110 kPaρ = 1000 kg/m³
p1 = kPa
4.ふつう
入口径 200 mm、のど部径 150 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 = 200 mmd2 = 150 mmp1 − p2 = 36 kPaρ = 1000 kg/m³
Q = L/s
5.むずかしい
密閉水槽の水面上に、ゲージ圧 180 kPa の圧縮空気がある。水面より 3 m 下にある直径 25 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 = 180 kPa (ゲージ圧)h = 3 md = 25 mmρ = 1000 kg/m³g = 9.81 m/s²
Q = L/s
6.むずかしい
密閉水槽の水面上に、ゲージ圧 80 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 噴流速度 v。 g = 9.81 m/s² とする。
pair = 80 kPa (ゲージ圧)h = 5 md = 20 mmρ = 1000 kg/m³g = 9.81 m/s²
v = m/s
解答
- 1. d = 172.4 mm
- 2. v2 = 12 m/s
- 3. p1 = 117.7 kPa
- 4. Q = 181.4 L/s
- 5. Q = 10.05 L/s
- 6. v = 16.07 m/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。