給水管で 16 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 2.5 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 = 16 L/sv = 2.5 m/s
d = mm
2.やさしい
水が、直径 75 mm の管の太い部分を 3 m/s で流れる。体積流量 Q を求めよ。
d1 = 75 mmd2 = 40 mmv1 = 3 m/s
Q = L/s
3.ふつう
水が、100 mm から 25 mm に細くなる水平管を流れる。太い部分の圧力は 200 kPa、流速は 0.5 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 = 25 mmp1 = 200 kPav1 = 0.5 m/sρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
4.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 200 kPa、流速は 2 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 = 200 kPav1 = 2 m/sρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
5.むずかしい
水が、100 mm から 50 mm に細くなりながら 10 m 上昇する管を上向きに流れる。断面 1 での圧力は 160 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 = 100 mmd2 = 50 mmp1 = 160 kPav1 = 1 m/sΔz = 10 mρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
6.むずかしい
密閉水槽の水面上に、ゲージ圧 80 kPa の圧縮空気がある。水面より 3 m 下にある直径 50 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 流量 Q。 g = 9.81 m/s² とする。
pair = 80 kPa (ゲージ圧)h = 3 md = 50 mmρ = 1000 kg/m³g = 9.81 m/s²
Q = L/s
解答
- 1. d = 90.27 mm
- 2. Q = 13.25 L/s
- 3. p2 = 168.1 kPa
- 4. p2 = 170 kPa
- 5. p2 = 54.4 kPa
- 6. Q = 29.05 L/s
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