水が、直径が 200 mm から 75 mm に細くなる管を流れる。太い部分の流速は 1.75 m/s である。細い部分の流速 v2 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 = 75 mmv1 = 1.75 m/s
v2 = m/s
2.やさしい
給水管で 8 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。
Q = 8 L/sv = 1.5 m/s
d = mm
3.ふつう
風洞内のピトー静圧管が、よどみ点圧と静圧の差として 1100 Pa を示す。空気の密度は 1.2 kg/m³ である。風速 v を求めよ。
p0 − p = 1100 Paρ = 1.2 kg/m³
v = m/s
4.ふつう
水が 17 L/s で、150 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 290 kPa である。損失を無視して、太い部分の圧力 p1 を求めよ。
Q = 17 L/sd1 = 150 mmd2 = 75 mmp2 = 290 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 30 kPa の圧縮空気がある。水面より 2.5 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 噴流速度 v。 g = 9.81 m/s² とする。
pair = 30 kPa (ゲージ圧)h = 2.5 md = 25 mmρ = 1000 kg/m³g = 9.81 m/s²
v = m/s
6.むずかしい
水が、75 mm から 25 mm に細くなりながら 5 m 上昇する管を上向きに流れる。断面 1 での圧力は 190 kPa、流速は 1 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 = 25 mmp1 = 190 kPav1 = 1 m/sΔz = 5 mρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
解答
- 1. v2 = 12.44 m/s
- 2. d = 82.41 mm
- 3. v = 42.82 m/s
- 4. p1 = 296.9 kPa
- 5. v = 10.44 m/s
- 6. p2 = 101 kPa
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