給水管で 9 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 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 = 9 L/sv = 1 m/s
d = mm
2.やさしい
開放水槽の側面にある直径 40 mm の円形の孔から水が流出する。自由表面は孔より 6.5 m 上にある。損失と噴流の縮流を無視して、流量 Q を求めよ。 g = 9.81 m/s² とする。
h = 6.5 mg = 9.81 m/s²d = 40 mm
Q = L/s
3.ふつう
水が、100 mm から 25 mm に細くなる水平管を流れる。太い部分の圧力は 130 kPa、流速は 0.75 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 = 25 mmp1 = 130 kPav1 = 0.75 m/sρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
4.ふつう
水が、75 mm から 50 mm に細くなる水平管を流れる。太い部分の圧力は 330 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 = 75 mmd2 = 50 mmp1 = 330 kPav1 = 2 m/sρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
5.むずかしい
水が、75 mm から 50 mm に細くなりながら 7 m 上昇する管を上向きに流れる。断面 1 での圧力は 400 kPa、流速は 2.25 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 = 75 mmd2 = 50 mmp1 = 400 kPav1 = 2.25 m/sΔz = 7 mρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
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 50 kPa である。ノズル出口の直径は 20 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 = 50 kPa (ゲージ圧)d2 = 20 mmρ = 1000 kg/m³g = 9.81 m/s²
H = m
解答
- 1. d = 107 mm
- 2. Q = 14.19 L/s
- 3. p2 = 58.28 kPa
- 4. p2 = 321.9 kPa
- 5. p2 = 321 kPa
- 6. H = 5.123 m
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。