給水管で 2 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 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 = 2 L/sv = 1 m/s
d = mm
2.やさしい
水が、直径が 100 mm から 75 mm に細くなる管を流れる。太い部分の流速は 0.5 m/s である。細い部分の流速 v2 を求めよ。
d1 = 100 mmd2 = 75 mmv1 = 0.5 m/s
v2 = m/s
3.ふつう
大きな開放水槽から、直径 50 mm の刃形オリフィスを通って水が流出する。水位はオリフィスより 4.5 m 上に保たれ、流量係数は 0.63 である。流量 Q を求めよ。g = 9.81 m/s² とする。
d = 50 mmh = 4.5 mCd = 0.63g = 9.81 m/s²
Q = L/s
4.ふつう
大きな開放水槽から、直径 25 mm の刃形オリフィスを通って水が流出する。水位はオリフィスより 2 m 上に保たれ、流量係数は 0.65 である。流量 Q を求めよ。g = 9.81 m/s² とする。
d = 25 mmh = 2 mCd = 0.65g = 9.81 m/s²
Q = L/s
5.むずかしい
水が、100 mm から 50 mm に細くなりながら 10 m 上昇する管を上向きに流れる。断面 1 での圧力は 150 kPa、流速は 1.25 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 = 50 mmp1 = 150 kPav1 = 1.25 m/sΔz = 10 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 220 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 = 220 mmCd = 0.99ρHg = 13 600 kg/m³g = 9.81 m/s²
Q = L/s
解答
- 1. d = 50.46 mm
- 2. v2 = 0.8889 m/s
- 3. Q = 11.62 L/s
- 4. Q = 1.999 L/s
- 5. p2 = 40.18 kPa
- 6. Q = 59.22 L/s
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