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 4 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 = 4 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
2.やさしい
水(ρ = 1000 kg/m³)が内径 200 mm の管の中を 3.25 m/s で流れる。質量流量 ṁ を求めよ。
ρ = 1000 kg/m³v = 3.25 m/sd = 200 mm
ṁ = kg/s
3.ふつう
水が、100 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 280 kPa、流速は 2.25 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 = 100 mmd2 = 75 mmp1 = 280 kPav1 = 2.25 m/sρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
4.ふつう
水道管内のピトー静圧管が、よどみ点圧と静圧の差として 38 kPa を示す。先端での水の流速 v を求めよ。
p0 − p = 38 kPaρ = 1000 kg/m³
v = m/s
5.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 100 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 = 100 kPa (ゲージ圧)d2 = 30 mmρ = 1000 kg/m³g = 9.81 m/s²
H = m
6.むずかしい
水が、150 mm から 75 mm に細くなりながら 8 m 上昇する管を上向きに流れる。断面 1 での圧力は 100 kPa、流速は 0.75 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 = 150 mmd2 = 75 mmp1 = 100 kPav1 = 0.75 m/sΔz = 8 mρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
解答
- 1. v = 8.859 m/s
- 2. ṁ = 102.1 kg/s
- 3. p2 = 274.5 kPa
- 4. v = 8.718 m/s
- 5. H = 10.46 m
- 6. p2 = 17.3 kPa
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