給水管で 3 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。
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 = 3 L/sv = 2 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 = 75 mmv1 = 1 m/s
Q = L/s
3.ふつう
水が、200 mm から 100 mm に細くなる水平管を流れる。太い部分の圧力は 110 kPa、流速は 2.25 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 = 200 mmd2 = 100 mmp1 = 110 kPav1 = 2.25 m/sρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
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 4 m 上に保たれ、流量係数は 0.62 である。流量 Q を求めよ。g = 9.81 m/s² とする。
d = 25 mmh = 4 mCd = 0.62g = 9.81 m/s²
Q = L/s
5.むずかしい
水が、100 mm から 75 mm に細くなりながら 1 m 上昇する管を上向きに流れる。断面 1 での圧力は 360 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 = 100 mmd2 = 75 mmp1 = 360 kPav1 = 2.75 m/sΔz = 1 mρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
6.むずかしい
内径 20 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 1 m 上にあり、出口(大気に開放)は水面より 2 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 = 20 mmzC = +1 mz2 = −2 mg = 9.81 m/s²patm = 101.3 kPa
pC = kPa
解答
- 1. d = 43.7 mm
- 2. Q = 17.67 L/s
- 3. p2 = 72.03 kPa
- 4. Q = 2.696 L/s
- 5. p2 = 342 kPa
- 6. pC = 71.87 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。