水が、直径 200 mm の管の太い部分を 1.25 m/s で流れる。体積流量 Q 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
d1 = 200 mmd2 = 100 mmv1 = 1.25 m/s
Q = L/s
2.やさしい
給水管で 45 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 = 45 L/sv = 2 m/s
d = mm
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 170 kPa、流速は 1 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 = 170 kPav1 = 1 m/sρ = 1000 kg/m³
p2 = 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 16 kPa 高い。損失を無視して、流量 Q を求めよ。
d1 = 200 mmd2 = 150 mmp1 − p2 = 16 kPaρ = 1000 kg/m³
Q = L/s
5.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 1.5 m 上にあり、出口(大気に開放)は水面より 3.5 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 = +1.5 mz2 = −3.5 mg = 9.81 m/s²patm = 101.3 kPa
pC = kPa
6.むずかしい
水が、75 mm から 40 mm に細くなりながら 2 m 上昇する管を上向きに流れる。断面 1 での圧力は 130 kPa、流速は 2.25 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 = 75 mmd2 = 40 mmp1 = 130 kPav1 = 2.25 m/sΔz = 2 mρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
解答
- 1. Q = 39.27 L/s
- 2. d = 169.3 mm
- 3. p2 = 162.5 kPa
- 4. Q = 120.9 L/s
- 5. pC = 52.25 kPa
- 6. p2 = 81.63 kPa
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