給水管で 53 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。
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 = 53 L/sv = 1.5 m/s
d = mm
2.やさしい
水が、直径 75 mm の管の太い部分を 1.25 m/s で流れる。体積流量 Q を求めよ。
d1 = 75 mmd2 = 40 mmv1 = 1.25 m/s
Q = L/s
3.ふつう
水が、75 mm から 40 mm に細くなる水平管を流れる。太い部分の圧力は 340 kPa、流速は 3 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 = 75 mmd2 = 40 mmp1 = 340 kPav1 = 3 m/sρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
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 11 kPa 高い。損失を無視して、流量 Q を求めよ。
d1 = 300 mmd2 = 150 mmp1 − p2 = 11 kPaρ = 1000 kg/m³
Q = L/s
5.むずかしい
内径 40 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 1.5 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。 流量 Q を求めよ。
d = 40 mmzC = +1.5 mz2 = −5 mg = 9.81 m/s²
Q = L/s
6.むずかしい
密閉水槽の水面上に、ゲージ圧 190 kPa の圧縮空気がある。水面より 4 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 = 190 kPa (ゲージ圧)h = 4 md = 50 mmρ = 1000 kg/m³g = 9.81 m/s²
Q = L/s
解答
- 1. d = 212.1 mm
- 2. Q = 5.522 L/s
- 3. p2 = 288.9 kPa
- 4. Q = 85.6 L/s
- 5. Q = 12.45 L/s
- 6. Q = 42.04 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。