流体工学演習問題回答(1) (平成26年4月14日)

流体工学演習問題回答(1)
(平成26年4月14日)
注) 重力加速度g=9.807m/s2とする.単位はSI単位を用いること.
【問題1】
右図において,x =100cm,y =80cm,z =20cmのとき,AとBの圧力差はい
くらか.ただし,水の密度を1,000kg/m3とする.
B
灯油(比重0 8)
灯油(比重0.8)
x
[解答]右図のように基準面Cを定める. AA’間およびA’C間の圧力差はそれぞれ,
ΔpAA’=灯油gx, ΔpA’C=水gz,
A’
であり,また,BC間の圧力差は,
ΔpBC=灯油gy,
y
水
である.ここで基準面Cにおける圧力は管路の両側で等しいので,A点およびB点での圧
力はそれぞれ,
z
C
pA= pc- ΔpA’C- ΔpAA’ ,, pB= pc- ΔpBC ,
よって, AB間の圧力差ΔpABは,
ΔpAB= pA- pB= - ΔpA’C- ΔpAA’ + ΔpBC = -3530.52Pa≒-3530Pa(Aの方が低い)
大気圧
空気
【問題2】
右図における管Aの中心B点におけるゲージ圧力を求めよ.
D
h1
ただし,水の密度を1,000kg/m3とし,空気の密度を無視せよ.
C
[解答]右図において基準面Cと点Dでの圧力は等しい.
よって,点Bでのゲージ圧力は,
h2
PB= 水銀gh1+ 水gh2=13600×9.807×0.2+1000×9.807×0.45
200mm
500mm
450mm
=31088.19≒31.09kPa[gage] .
水銀(比重13.6)
(または Pa[G]などゲージ圧と分かるように!)
水
100mm
A
B