水(ρ = 1000 kg/m³)が内径 25 mm の管の中を 2.5 m/s で流れる。質量流量 ṁ 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
ρ = 1000 kg/m³v = 2.5 m/sd = 25 mm
ṁ = kg/s
2.やさしい
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。
h = 1.5 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
3.ふつう
水が 21 L/s で、150 mm から 100 mm に細くなる水平管を流れる。細い部分の圧力は 150 kPa である。損失を無視して、太い部分の圧力 p1 を求めよ。
Q = 21 L/sd1 = 150 mmd2 = 100 mmp2 = 150 kPaρ = 1000 kg/m³
p1 = 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 12 kPa を示す。先端での水の流速 v を求めよ。
p0 − p = 12 kPaρ = 1000 kg/m³
v = m/s
5.むずかしい
水が、75 mm から 50 mm に細くなりながら 4 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 3 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 = 100 kPav1 = 3 m/sΔz = 4 mρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
6.むずかしい
水が、100 mm から 50 mm に細くなりながら 4 m 上昇する管を上向きに流れる。断面 1 での圧力は 350 kPa、流速は 2.5 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 = 100 mmd2 = 50 mmp1 = 350 kPav1 = 2.5 m/sΔz = 4 mρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
解答
- 1. ṁ = 1.227 kg/s
- 2. v = 5.425 m/s
- 3. p1 = 152.9 kPa
- 4. v = 4.899 m/s
- 5. p2 = 42.48 kPa
- 6. p2 = 263.9 kPa
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