水が、直径が 75 mm から 40 mm に細くなる管を流れる。太い部分の流速は 2.5 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 = 75 mmd2 = 40 mmv1 = 2.5 m/s
v2 = m/s
2.やさしい
海水(ρ = 1025 kg/m³)が内径 80 mm の管の中を 0.5 m/s で流れる。質量流量 ṁ を求めよ。
ρ = 1025 kg/m³v = 0.5 m/sd = 80 mm
ṁ = kg/s
3.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 170 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 = 170 kPav1 = 2 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 37 kPa を示す。先端での水の流速 v を求めよ。
p0 − p = 37 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 100 mm、ゲージ圧は 120 kPa である。ノズル出口の直径は 25 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 = 100 mmp1 = 120 kPa (ゲージ圧)d2 = 25 mmρ = 1000 kg/m³g = 9.81 m/s²
H = m
6.むずかしい
水平なベンチュリ管(入口 300 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 320 mm である。流量係数は 0.97 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 = 300 mmd2 = 150 mmΔh = 320 mmCd = 0.97ρHg = 13 600 kg/m³g = 9.81 m/s²
Q = L/s
解答
- 1. v2 = 8.789 m/s
- 2. ṁ = 2.576 kg/s
- 3. p2 = 140 kPa
- 4. v = 8.602 m/s
- 5. H = 12.28 m
- 6. Q = 157.5 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。