水(ρ = 1000 kg/m³)が内径 150 mm の管の中を 1 m/s で流れる。質量流量 ṁ 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
ρ = 1000 kg/m³v = 1 m/sd = 150 mm
ṁ = kg/s
2.やさしい
給水管で 19 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 3 m/s とする。必要な管の内径 d を求めよ。
Q = 19 L/sv = 3 m/s
d = mm
3.ふつう
水が、100 mm から 40 mm に細くなる水平管を流れる。太い部分の圧力は 230 kPa、流速は 1.25 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 = 100 mmd2 = 40 mmp1 = 230 kPav1 = 1.25 m/sρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
4.ふつう
水が 19 L/s で、200 mm から 150 mm に細くなる水平管を流れる。細い部分の圧力は 230 kPa である。損失を無視して、太い部分の圧力 p1 を求めよ。
Q = 19 L/sd1 = 200 mmd2 = 150 mmp2 = 230 kPaρ = 1000 kg/m³
p1 = kPa
5.むずかしい
密閉水槽の水面上に、ゲージ圧 120 kPa の圧縮空気がある。水面より 2 m 下にある直径 30 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 = 120 kPa (ゲージ圧)h = 2 md = 30 mmρ = 1000 kg/m³g = 9.81 m/s²
v = m/s
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 130 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 = 130 mmCd = 0.99ρHg = 13 600 kg/m³g = 9.81 m/s²
Q = L/s
解答
- 1. ṁ = 17.67 kg/s
- 2. d = 89.8 mm
- 3. p2 = 200.3 kPa
- 4. p1 = 230.4 kPa
- 5. v = 16.71 m/s
- 6. Q = 45.52 L/s
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