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 1.5 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。
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 = 1.5 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
2.やさしい
給水管で 14 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 = 14 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 900 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 = 900 Paρ = 1.2 kg/m³
v = m/s
4.ふつう
入口径 150 mm、のど部径 75 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 26 kPa 高い。損失を無視して、流量 Q を求めよ。
d1 = 150 mmd2 = 75 mmp1 − p2 = 26 kPaρ = 1000 kg/m³
Q = L/s
5.むずかしい
密閉水槽の水面上に、ゲージ圧 110 kPa の圧縮空気がある。水面より 2.5 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 噴流速度 v。 g = 9.81 m/s² とする。
pair = 110 kPa (ゲージ圧)h = 2.5 md = 50 mmρ = 1000 kg/m³g = 9.81 m/s²
v = m/s
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 75 mm、ゲージ圧は 30 kPa である。ノズル出口の直径は 30 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 = 75 mmp1 = 30 kPa (ゲージ圧)d2 = 30 mmρ = 1000 kg/m³g = 9.81 m/s²
H = m
解答
- 1. v = 5.425 m/s
- 2. d = 109 mm
- 3. v = 38.73 m/s
- 4. Q = 32.9 L/s
- 5. v = 16.4 m/s
- 6. H = 3.138 m
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