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[大学]流体力学の問題

流速U=20m/sの空気(25℃、密度P=1.167kg/m^3)の流れにピトー管を挿入する。全圧P1と静圧Psの気圧を傾斜角30°の傾斜マノメータを用いて測定した。
液面の移動量L(mm)はいくらか。
 ただしマノメータに使用している水の比重S=0.7866とし1気圧における密度Pw=1000[Kg/m^3]とする。


たすけてください・・・

投稿日時 - 2014-07-23 19:58:37

QNo.8689779

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回答(1)

たすけてくださいって、君、大学生なんでしょ?
質問するにしても、この問題のどこがどうわからないのかを述べましょう。
もしすっかり最初から最後までわからないのだとしたら、かなり問題だと思いますよ。

答えを書くのは気が引けるので、考え方を示します。
ただもう一言、苦言を。
密度Pと書いていますが、密度ρの間違いでしょ?問題文をしっかり読むのは理系としては基本のキです。
流体力学でPと書けばふつうは圧力です。密度Pなんて表現はしません。

さて、ピトー管差圧から流速を求める計算式は御存じでしょう。
動圧Pd[Pa]は当然算出出来るものと思います。

マノメータの原理もわかっていますね?
流体を扱う人でもよく間違えるのが、マノメータの指示値をそのまま圧力値[mmH2O]にしてしまうというパターンです。
マノメータはあくまでも圧力に対応する液柱の高さ[mm]を示すもので、圧力そのものを示すものではありません。
つまり、液中高さから圧力値へは換算が必要になります。
その換算式もわかっていますね?

ここで注意すべきは傾斜マノメータだということ。
ふつう授業で習う換算式は液柱が真っ直ぐ立つマノメータのものです。
傾斜マノメータが指示する「高さ」は普通のマノメータと変わりませんが、傾いている分、液柱の「長さ」は伸びます。これによって多少ですが分解能を上げることが出来ます。
したがって、液柱の傾きがθなら、sinθで除してやればいいのです。

手順としては、

1.差圧=動圧=全圧-静圧を求める。
2.差圧を液柱高さに換算する。
3.上で求めた液中高さをsin30゜で除す。

ところで、「水の比重S=0.7866」っていうのは何でしょう?これはわからなかった。
もしかして「液の比重0.7866」で「水の密度Pw=1000[kg/m^3]」として計算しろってことかしら?

投稿日時 - 2014-07-30 00:25:46

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