解答つき管摩擦と損失水頭ワークシート

無料で印刷できる管摩擦と損失水頭のワークシート:やさしい問題から試験レベルまで 6 問、解答つき。印刷するか PDF で保存できます。

先生方へ: 授業で自由に印刷・コピーしてお使いいただけます。新しいワークシートごとに数値が変わり、専用の解答が付きます。授業ページに ExamProblems へのリンクを載せていただけると嬉しいです。

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1.やさしい
V = 2.5 m/sD = 40 mmρ = 891 kg/m³, μ = 0.29 Pa·s

SAE 30 エンジンオイル(ρ = 891 kg/m³、μ = 0.29 Pa·s)が内径 40 mm の管内を 2.5 m/s で流れている。レイノルズ数 Re を求めよ。

ρ = 891 kg/m³μ = 0.29 Pa·sV = 2.5 m/sD = 40 mm
Re =
2.やさしい
Q = 3 L/sD = 40 mmν = 1.14 × 10⁻⁶ m²/s

15 °C の水(ν = 1.14 × 10⁻⁶ m²/s)が、内径 40 mm の管内を 3 L/s で流れている。レイノルズ数 Re を求めよ。

Q = 3 L/sD = 40 mmν = 1.14 × 10⁻⁶ m²/s
Re =
3.ふつう
V = 1.4 m/sD = 100 mmL = 50 mf = 0.025

水(ρ = 1000 kg/m³)が、長さ 50 m、内径 100 mm の水平管内を 1.4 m/s で流れている。ダルシーの管摩擦係数 f = 0.025、g = 9.81 m/s² とする。管での圧力損失 Δp を kPa で求めよ。

V = 1.4 m/sL = 50 mD = 100 mmf = 0.025ρ = 1000 kg/m³
Δp = kPa
4.ふつう
V = 2.3 m/sD = 200 mmL = 400 mf = 0.015

水が、長さ 400 m、内径 200 mm の管内を平均流速 2.3 m/s で流れている。 ダルシーの管摩擦係数 f = 0.015、g = 9.81 m/s² とする。摩擦損失水頭 hf を求めよ。

V = 2.3 m/sL = 400 mD = 200 mmf = 0.015g = 9.81 m/s²
hf = m
5.むずかしい
K = 10自由放出口H = ?L = 300 m, D = 250 mm, f = 0.0253× 曲がり (K = 0.3)

長さ 300 m、内径 250 mm(ダルシーの管摩擦係数 f = 0.025)の管が開放貯水槽から出て、自由噴流として大気中に放出している。局所損失は 角ばった入口(K = 0.5)、3 個の曲がり(各 K = 0.3)、弁(K = 10) である。g = 9.81 m/s² とする。流量 60 L/s を得るには、貯水槽の水面を管の出口より何 m H 高くしなければならないか。

Q = 60 L/sL = 300 mD = 250 mmf = 0.025Kentrance = 0.5Kbend = 0.3 (×3)Kvalve = 10
H = m
6.むずかしい
K = 5Δz = 38 mL = 200 m, D = 250 mm, f = 0.024× 曲がり (K = 0.3)

2 つの開放貯水槽が、長さ 200 m、内径 250 mm、ダルシーの管摩擦係数 f = 0.02 の管でつながれている。上の貯水槽の水面は下の貯水槽の水面より 38 m 高い。局所損失は 角ばった入口(K = 0.5)、4 個の曲がり(各 K = 0.3)、弁(K = 5)、下の貯水槽への出口(K = 1.0) である。g = 9.81 m/s² とする。流量 Q を L/s で求めよ。

Δz = 38 mL = 200 mD = 250 mmf = 0.02Kentrance = 0.5Kbend = 0.3 (×4)Kvalve = 5Kexit = 1.0
Q = L/s

解答

  1. 1. Re = 307.2
  2. 2. Re = 83766
  3. 3. Δp = 12.25 kPa
  4. 4. hf = 8.089 m
  5. 5. H = 3.229 m
  6. 6. Q = 275.3 L/s

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