水が、直径が 100 mm から 50 mm に細くなる管を流れる。太い部分の流速は 2.75 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 = 100 mmd2 = 50 mmv1 = 2.75 m/s
v2 = m/s
2.やさしい
水が、直径 75 mm の管の太い部分を 1.75 m/s で流れる。体積流量 Q を求めよ。
d1 = 75 mmd2 = 50 mmv1 = 1.75 m/s
Q = L/s
3.ふつう
大きな開放水槽から、直径 30 mm の刃形オリフィスを通って水が流出する。水位はオリフィスより 1 m 上に保たれ、流量係数は 0.65 である。流量 Q を求めよ。g = 9.81 m/s² とする。
d = 30 mmh = 1 mCd = 0.65g = 9.81 m/s²
Q = L/s
4.ふつう
入口径 300 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 31 kPa 高い。損失を無視して、流量 Q を求めよ。
d1 = 300 mmd2 = 150 mmp1 − p2 = 31 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 2 m 上にあり、出口(大気に開放)は水面より 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 = +2 mz2 = −5 mg = 9.81 m/s²patm = 101.3 kPa
pC = kPa
6.むずかしい
水平なベンチュリ管(入口 200 mm、のど部 150 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 250 mm である。流量係数は 0.95 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 = 150 mmΔh = 250 mmCd = 0.95ρHg = 13 600 kg/m³g = 9.81 m/s²
Q = L/s
解答
- 1. v2 = 11 m/s
- 2. Q = 7.731 L/s
- 3. Q = 2.035 L/s
- 4. Q = 143.7 L/s
- 5. pC = 32.63 kPa
- 6. Q = 159.6 L/s
ステップごとの詳しい解答:このトピックは examproblems.com で練習できます。