開放水槽の側面にある直径 15 mm の円形の孔から水が流出する。自由表面は孔より 7 m 上にある。損失と噴流の縮流を無視して、流量 Q を求めよ。 g = 9.81 m/s² とする。
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
h = 7 mg = 9.81 m/s²d = 15 mm
Q = L/s
2.やさしい
開放水槽の側面の小さな孔から水が流出する。自由表面は孔より 1 m 上にある。損失を無視して、孔での噴流速度 v を求めよ。 g = 9.81 m/s² とする。
h = 1 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
3.ふつう
水が、150 mm から 75 mm に細くなる水平管を流れる。太い部分の圧力は 370 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 = 150 mmd2 = 75 mmp1 = 370 kPav1 = 1.25 m/sρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
4.ふつう
入口径 100 mm、のど部径 50 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 32 kPa 高い。損失を無視して、流量 Q を求めよ。
d1 = 100 mmd2 = 50 mmp1 − p2 = 32 kPaρ = 1000 kg/m³
Q = L/s
5.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 340 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 = 75 mmd2 = 40 mmp1 = 340 kPav1 = 1.25 m/sΔz = 2 mρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
6.むずかしい
噴水のノズルが真上を向いている。ノズルのすぐ下で、供給管の直径は 100 mm、ゲージ圧は 130 kPa である。ノズル出口の直径は 25 mm で、ノズル前後の高さの差は無視できる。損失と空気抵抗を無視して、噴流がノズルより上に達する高さ H を求めよ。g = 9.81 m/s² とする。
d1 = 100 mmp1 = 130 kPa (ゲージ圧)d2 = 25 mmρ = 1000 kg/m³g = 9.81 m/s²
H = m
解答
- 1. Q = 2.071 L/s
- 2. v = 4.429 m/s
- 3. p2 = 358.3 kPa
- 4. Q = 16.22 L/s
- 5. p2 = 311.5 kPa
- 6. H = 13.3 m
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