液体力学に関する問題

解決済

質問者：DsoulBrothers
質問日時：2015/11/21 22:56
回答数：2件

解けなくて困っています。
文系の僕には難しいです。力を貸してください。よろしくお願いします。●解答の有効数字は2桁
（1）0.78MPa の圧力を持っている水の圧力ヘッドは何㍍か。
［計算式］必須です

（2）25m/s の速さで流れている水の速度ヘッドは何㍍か。
［計算式］必須です

（3）ある基準面から高さ8ｍの場所で、管内の水圧が0.49MPa
流水が10m/s であるとき、基準面における全ヘッドはいくらか。
この時、管内の圧力損失は考えないものとする。
［計算式］必須です

●次の管内の平均流速は何m/s になるか。有効数字は2桁
（1）内径10cm の管に、毎秒0.3 ㎥の水を流した場合
［計算式］必須です

（2）内径60cm の管に、毎分180㎥の水を流した場合
［計算式］必須です

長くなってしまい申し訳ありません。
力を貸してください。

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回答 (2件)

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No.1ベストアンサー

回答者： lupan344
回答日時：2015/11/22 01:25

(1)水頭圧1m(Aq)＝1,000kg×9.8m/s^2÷1㎡＝9,800kg・m/s^2・㎡→9,800N・m/㎡→9.8kPaとなります。

したがって、0.78MPa＝0.78/0.0098≒79.6m(Aq)
(2)速度ヘッドは、流速をV、流体の密度をρとすると、(V^2/2)×ρとなります。　したがって、(25^2/2）×1,000kg/m3＝312,500kg・m/s^2・㎡→312.5kPa、312.5/9.8≒31.9m(Aq)
(3)高さ8mの場所の全ヘッドを求めます。　全ヘッド＝水圧(静圧）＋速度ヘッド＝0.49＋(10^2/2)×1,000/(1,000×1,000)＝0.49＋50/1,000＝0.5498MPa、0.5498/0.0098≒56.1m(Aq)
基準面での加算水頭圧＝8m(Aq）ですから、基準面の全ヘッド＝56.1＋8＝64.1m(Aq)
次の問題
(1)内径10cmの管の断面積＝0.1^2×π/4＝0.01×3.14/4＝0.00785㎡、流量は0.3m3/sなので、平均流速＝0.3/0.00785≒38.21m/s
(2)内径60cmの管の断面積＝0.6^2×π/4＝0.36×3.14/4＝0.2826㎡、流量は180m3/min→3m3/sなので、平均流速＝3/0.2826≒10.62m/s
流速は、ちょっと早すぎな感じはしますが、問題文のとおりだと、こうなります。