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様々な流量測定の実習
堰による流量測定
四角せき
水面①とオリフィス部②（流出孔）との間でベルヌーイの定理を
適用する．水面①の流速を無視すると，
①
H2
p0
v2
p
+h=
+ 0
ρg
2 g ρg
H1
h
b
となる．ここに p は水面①およびオリフィス部②での水圧であり，
大気圧に一致する．
②
0
dh
d
v = 2 gh
3
3
3
2
2
Q = ∫ C 2 gh dA = ∫ C 2 ghbd dh = C 2 g b(h 2 ) |HH12 = C 2 g b( H 22 − H 21)
A
3
3
H1=0
，H =H と置くと，
2
三角せき
x=
b
(H − z)
H
で与えられるから，微笑部分の面積 dA(=xdz)を通過する流量 dQ は
dQ = xdzC 2 gz =
b
( H − z )C 2 gz dz
H
b
x
となる．
よって，全流量 Q は
Q = ∫ dQ = ∫
H
0
=C
=
b
H
H
b
C ( H − z ) 2 gz dz
H
5
2 3
2 g [ H 2 − z 2 ] |0H
3
3
4
C 2g H 2
15
z
z
dz
2θ
軸
で与えられる．なお，頂角は 2θであるから，(b/2)/H=tanθの関係式が成立する．従って，
Q=
5
8
C 2 g H 2 tan θ
15
流出係数 C は実験的に求められた多くの公式から得られる．
たいていは C=0.6 が用いられる．
H-z
●堰の水深での流量測定
三角堰： Q = 158 C 2 g H
様々な流量測定
5
2
tan θ
C=0.6 g=9.8
四角堰： Q = 23 C 2 g bH
●バケツによる流量測定
採水する時間を決めて，一定時間内の水の量で流量を測定する．
1 地点 3 回測定する．
3
2
●フシによる流量測定
川幅を測量する．
等間隔に水深を測定する．
断面積 A を計算する．
フシを一定の距離流して、何秒で通過するのかを記録する．
B
H1
H2
H3
H4
H5
断面積 A
●ピトー管
それぞれの測定方法でどれほど違いがでるのかを把握する．
v2
p
+ 0 = H1
2 g ρg
p0
= H2
ρg
H1 − H 2 = ∆H =
∆H
v2
2g
v
v = 2 g∆H
よって，マノメータの水柱の高さの差を読みとることにより流速を知ることが出来る．