アクリル板に深さ8mm幅10mmの溝を溝の中心線の半径が52mmになるように作り,その溝に深さが5mmになるように水を流しています.その水に一様に体積(m3)当たりF(N)の力がかかったときの流速V(m/s)を求めるにはどのような計算をすればよいでしょうか?

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A 回答 (2件)

おそくなりました.



要するに断面が長方形の溝がカーブを描いているのですか?

1)溝は水平面に対してどのくらい傾斜していますか?
2)圧力はどうやって発生させていますか?

イメージが少しわきましたが
もうすこし詳しくお願いします.

この回答への補足

そうです.溝がカーブを描いています.傾斜はしていません.圧力の発生方法は詳しくは言えないのですが,流体の体積当りに一様にかかっていると考えています.説明不足で本当にすみませんがよろしくお願いします.

補足日時:2001/12/26 03:40
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すみませんが,仰る境界条件が不明確なので確認させていただきます.


溝の中心線の半径が52mmとはどのような意味でしょうか?
溝の形は要するにカマボコ形でしょうか?
溝は管路ですか,開水路ですか?
(つまりパイプの中を充填して流れているのか,水面があるのか)

この回答への補足

すみません.だいぶ遅くなってしまいました.溝は開水路で断面は深さ8mm幅10mmの長方形で底から5mmのところまで食塩水を満たしてあります.中心線の半径が52mmというのは内径47mm外径57mmということです.

補足日時:2001/12/18 13:08
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Aベストアンサー

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Q1=r1V1/k
Q2=r2V2/k

F=kQ1Q2/R^2
=k(r1V1/k)(r2V2/k)/R^2
=1/k*r1r2V1V2/R^2
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 1.鉄管の重さ
 2.鉄管の体積
 3.コンクリートの重さ
 4.コンクリートの体積
 5.コンクリートの浸透度
これらから計算します。
1と2で浮力を計算してください。(これくらいは自分で考えようぜ)
3と4で同様に浮力の計算ができますが、コンクリートには水が浸透しますので、その分の体積を差し引いた体積で計算してください。この浮力をコンクリートの重さから差し引けば、水中でのコンクリートの重さになります。
あとは…連立方程式を入れればOK。
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こんな感じです。
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長々とした文になってしまい、すいません。
分かる方がいらっしゃれば、回答よろしくお願いします。

Aベストアンサー

 言葉で要点をお話します。

 荷電粒子は、磁場の中で静止しているとすると、磁場からの力は受けません。磁場は、電流に対してだけ、フレミングの左手3指の法則(またはローレンツ力)により、磁場の中にいる限り、親指方向に力を受け続けます。
 この問題は、電線内の電流でなく、単独荷電粒子が、初速度uで飛ぶ、または動く、または流れる電流の問題になります。
 このとき、速度の大きさが電流の大きさになる事を意識してください。電流は1秒間に通過する荷電粒子の数ですから、スピードが大きいことは、流量が多い事=電流が大きい事だからです。磁場から受ける力を計算する時に必要です。

 参考ーー「磁場」は物理学用語、電気工学では「磁界」  を使います。共にmagnetic field の訳です。

 1.磁場に平行な電流には、磁場は電流に力を及ぼさない。ローレンツ力=フレミングの左手法則は当てはめられないからです。このことも意識しておきましょう。
 
 したがって、答えはおのずと出てきます。

 2. 荷電粒子が磁界の中にいて、磁場の方向=または磁力線の林、を直角に流れる限り、同じ力を受け続けるので、円を描く事になります。但しスピードが変わらない=電流の大きさが変わらない場合。もし、途中で粒子のスピードが落ちると、電流が小さくなる事だから、受ける力は弱くなリ、円にはならず、ゆがんだ軌跡になります。


  
 2. もし、荷電粒子が斜めに横切った場合は、直角に横切る成分で、円を描きますが、この場合は磁場に平行に動いている成分がありますから、2つ合成すると、螺旋=英語でスパイラル、を描きます。

 以上は、定性的理論です。
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 結論 一様な電場と言う事は、一定の電圧=一定の電位傾度=一定の電界強度を加える事を遠まわしに表現じたもの。したがって、一定の速度で流れる事を表していて、この場合、初速度uがその価です。

 
 もし、一様な磁場の方向=磁界の方向が、一様な電場=電界と平行になっていて、交差していないとすると、荷電粒子の電流は磁場を横切りませんから。直進したままになります。
 もし、磁界と直角に交差しているなら、円運動。
 もし、斜め交差なら、螺旋運動。
となります。
そうは思いませんか。   以上。
 

 言葉で要点をお話します。

 荷電粒子は、磁場の中で静止しているとすると、磁場からの力は受けません。磁場は、電流に対してだけ、フレミングの左手3指の法則(またはローレンツ力)により、磁場の中にいる限り、親指方向に力を受け続けます。
 この問題は、電線内の電流でなく、単独荷電粒子が、初速度uで飛ぶ、または動く、または流れる電流の問題になります。
 このとき、速度の大きさが電流の大きさになる事を意識してください。電流は1秒間に通過する荷電粒子の数ですから、スピードが大きいこと...続きを読む

Q配管初期流速1m/secの制限に関する疑問

タイトル通りですが、以下の疑問点についてご教授頂ければ幸いです
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3.そもそも初期流速1m/secによって、静電気対策が取れる根拠は何か?計算式などあるのでしょうか?

気になって調べましたが、検索出来ませんでしたので投稿しました

Aベストアンサー

1.
静電気の発生による火花で引火する危険のある危険物について、限定された条件での制限なので、一般には適用されないでしょう。
2.
「危険物の規制に関する規則第四十条の七」
http://law.e-gov.go.jp/htmldata/S34/S34F03101000055.html
3.
要するに、いわゆる「ジャージャー」とか「バシャバシャ」とかいうような注入はするなということです。乱流や飛沫発生など静電気の発生しやすいような状態で注入しないようにということです。液面が注入管先端を超えれば液状態も安定して、静電気の発生も抑制されるということでしょう。
計算式などありません。

なお、

「危険物の規制に関する規則第40条の5の2」にかかわる安全な注油速度は、各自治体の条例などで決められているようです。

横浜市の場合、
http://www.city.yokohama.lg.jp/shobo/koukai/kikenbutu/etsuran-you-pdf/04-24.pdf


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