20 °C の水(ν = 1.00 × 10⁻⁶ m²/s)が、内径 25 mm の管内を平均流速 1.5 m/s で流れている。レイノルズ数 Re を求めよ。
解答つき管摩擦と損失水頭ワークシート
1.やさしい
V = 1.5 m/sD = 25 mmν = 1.00 × 10⁻⁶ m²/s
Re =
2.やさしい
15 °C の水(ν = 1.14 × 10⁻⁶ m²/s)が、内径 200 mm の管内を 40 L/s で流れている。レイノルズ数 Re を求めよ。
Q = 40 L/sD = 200 mmν = 1.14 × 10⁻⁶ m²/s
Re =
3.ふつう
水が、長さ 100 m、内径 300 mm の管内を平均流速 2.4 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。摩擦損失水頭 hf を求めよ。
V = 2.4 m/sL = 100 mD = 300 mmf = 0.025g = 9.81 m/s²
hf = m
4.ふつう
水が、長さ 150 m、内径 50 mm の管内を平均流速 2.5 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。摩擦損失水頭 hf を求めよ。
V = 2.5 m/sL = 150 mD = 50 mmf = 0.025g = 9.81 m/s²
hf = m
5.むずかしい
2 つの開放貯水槽が、長さ 150 m、内径 200 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 27 m 高い。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 = 0.2)、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 = 27 mL = 150 mD = 200 mmf = 0.02Kentrance = 0.5Kbend = 0.3 (×3)Kvalve = 0.2Kexit = 1.0
Q = L/s
6.むずかしい
長さ 100 m、内径 250 mm(ダルシーの管摩擦係数 f = 0.022)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)、2 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 150 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 = 150 L/sL = 100 mD = 250 mmf = 0.022Kentrance = 0.5Kbend = 0.3 (×2)Kvalve = 10
H = m
解答
- 1. Re = 37500
- 2. Re = 223375
- 3. hf = 2.446 m
- 4. hf = 23.89 m
- 5. Q = 172.4 L/s
- 6. H = 9.947 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。