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エネルギー供受と損失のある管路の流れのエネルギー式

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エネルギー供受と損失のある管路の流れについて考える.管路には密度\( \rho \, kg/m^3 \)水が流量 \( Q \, m^3/s \)で流れており,の上流側の位置(1),下流側の位置(2)とし,
それぞれの位置における断面積 \( A \, m^2 \),断面平均速度 \( V \, m/s\),基準位置からの高さ \( z \, m\, \) とする.なお,位置の区別は添字を用いる.
(1)-(2)の間には水車とポンプが設置してあり、水車から EST J/kg のエネルギーを取り出し,ポンプでは ESP J/kg のエネルギーが供給されているとする.
また,流れは摩擦により \( g \cdot h_{l1-2} \, J/kg\) のエネルギーが失われる.(\( g = 9.80665 \, m/s^2 \))
この場合の流れのエネルギー式 ( W ) はどのように表せるのか、選択肢から式を(左辺)=(右辺)の形で構成しなさい.
(A) 左辺は \(\rho Q \times \Large [ \normalsize\) () + () + () + () \(\Large \left. \right] \normalsize W\)
(B) 右辺は \(\rho Q \times \Large \left[ \ \frac{p_2}{\rho} \right. \normalsize + \) () + () + () + () \(\Large \left. \right] \normalsize W\)
管路の流れ

図 管路の流れ


\( m^2/s^2 \Leftrightarrow J/kg \)
\( kg/s \times J/kg \rightarrow W\)

選択肢

(1)\(E_{SP}\) (2)\(h_{l1-2}\) (3)\(\Large \frac{v_1^2}{2 g} \normalsize\) (4)\(\Large \frac{v_1^2}{2} \normalsize\) (5)\(g \cdot z_1\)
(6)\(\Large \frac{p_2}{\rho} \normalsize\) (7)\(\Large \frac{v_2^2}{2 g} \normalsize\) (8)\(g \cdot z_2\) (9)\(z_1\) (10)\(E_{ST}\)
(11)\(\Large \frac{E_{SP}}{g} \normalsize\) (12)\(z_2\) (13)\(\Large \frac{v_2^2}{2} \normalsize\) (14)\(\Large \frac{p_1}{\rho} \normalsize\) (15)\(\Large \frac{E_{ST}}{g} \normalsize\)
(16)\(g \cdot h_{l1-2}\)