水量と口径から水力を求める方法
- 1分間あたりの水量と蛇口の径がわかっている場合に、管内の圧力を導き出す計算式を教えていただけないでしょうか。
- 例えば、IPX5の防水試験規格で水量12.5L/min、蛇口径6.3mmの場合、管内の水圧はどのくらいになるのでしょうか？
- お教えいただければ幸いです。
- ベストアンサー
水量と口径から水力を求める方法
１分間あたりの水量と蛇口の径がわかっている場合、管内の圧力を導き出す計算式を教えていただけないでしょうか。 例えば、IPX5の防水試験規格 水量12.5L/min 蛇口径6.3mmの場合、管内の水圧はいくらになるのでしょうか？ 教えて下さい。
- 機械設計
- 回答数2
- ありがとう数2
- みんなの回答 （2）
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
- ベストアンサー
蛇口からの水量がQ＝12.5L/min＝2.08E-04m3/S 蛇口径D＝6.3mm 蛇口面積A＝0.0000312m2 蛇口部の流量係数η＝0.95(仮定） 大気中への流出の場合 流量Q＝ηAV＝ηA√2gh したがって管内圧力水頭は h＝2g･(Q/ηA)^2＝2.06m と計算できます。この結果は蛇口近傍の圧力であり、配管が長いと圧力損失 分が静圧として働きますのでその分だけ圧力は高くなります。 ご指摘どおり h=(Q/ηA)^2/2gが正解です。 下記実験式が紹介されています。 オリフィスの流量係数 http://www.mech.tohoku-gakuin.ac.jp/aaaa/akira/orifice.html 調節弁における流量係数 http://home.catv.ne.jp/dd/ymnk/pdf/setubi/69cv.pdf
その他の回答 (1)
トリチェリーの定理やベルヌーイの定理で計算します。 圧力は、水の高さに例えます。水柱10mにつき1kg/cm2の圧力が増す、 10m潜る毎に1kg/cm2の圧力が増す、等々で。 トリチェリーの定理は、流速Vm/sec＝√2g×水頭Hm ベルヌーイの定理は、V×V÷（2g）＝Z＝P÷（ρg）のV×V÷（2g）＝Z が流速Vm/sec＝√2g×水頭Zmとなります。 計算は、水量12.5L/min⇒0.0125m3/min⇒0.000208m3/sec、 蛇口径6.3mmの断面積はπ/4×0.0063m×0.0063m＝0.0000312m2なので、 0.000208m3/sec（流量）÷0.0000312m2（断面積）＝6.67m/sec（流速） となります。そして、ベルヌーイの定理 V×V÷（2g）＝Zを使用して、 （トリチェリーの定理を移項しても可です） 6.67m/sec×6.67m/sec÷（2×9.8m/sec2）＝2.27m 水柱は10mで1kg/cm2なので、0.27kg/cm2の圧力が掛かっています。 以下URLに関連の資料も掲載していますので、参考にして下さい。
お礼
毎度詳しく教えていただき、ありがとうございます。 URLも掲載していただき、とても勉強になりますm(_ _)m
関連するQ&A
- 水力学の問題が解けません。
今やっているレポートの問題の内の一つがわかりません。 どなたか教えてください。 問題 問図において、入口の径 ３００mm、入口の圧力 ２０mmHg、空気（ρ＝1.3ｋｇ/ｍ＾3）の 流量 2 ｍ＾3/ｓととするとき、150ｍｍ下の水面からのどぶまで水を吸い上げるためには、 のどぶの径（＝ｄｚ）を何ｍｍ以下にしなければならないか。ただし、圧縮性は考えないものとする。 よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 異径ホースを接続
ホースリールを購入したのですが、ホースリール本体から 蛇口までのホースが短く、新たにホース同士を接続する物と ホースを買い、延長しました。 しかし、新たに買ったホースの径がホースリールのホース径と 違っていました。 蛇口----径が15mmの50cmのホース----径が12mmの2mの ホース----ホースリール----20mのホース----噴射ノズル という状態なのですが、径が異なるホースがある場合、 何か害は生じますでしょうか(例えば、水の勢いが弱くなるなど)？ また、蛇口をひねって水を出しているが、ノズルを握らず水が 噴射されない状態(ホース内に水圧がかかっている状態)のとき、 ホース径が大きい方(この場合、蛇口側)に軽く逆流しそうな気が するのですが、どうでしょうか？ホース内の水の流れは どうなっているのでしょうか(ホース径が同じなら流れが発生していないと 思うのですが、ホース径が異なると径が太い方に水が行き流れが できそうなのですが、どうでしょうか)？
- ベストアンサー
- その他(暮らし・生活お役立ち)
- 水道の口径変更による水圧と水量の影響について（新築・二世帯の２階部分）
平成２０年５月に新築し、半年ほど経過した１階（親夫婦）と２階（息子夫婦＋子供２人）の分離型二世帯住宅（玄関のみ共有、その他は全て別々）です。水道に関して、１階と２階別々の契約で生活しており、１階は１３ｍｍを単独で引いてます。２階については、公道から２０ｍｍで引き込んでおり、宅内は１６ｍｍ。その間の水道メーターは２０ｍｍです。ランニングコスト削減のためにも、水道メーターを１３ｍｍに交換する事を検討していますが、水圧・水量はどの程度変わるものでしょうか？ ２階部分には子供を含め４人が生活し、蛇口はキッチン（浄水器無し）・洗面台・トイレ（タンクレス）・トイレの手洗い・洗濯機（７キロ）・風呂のシャワー・風呂のカランで使用してます。現在は、２０ｍｍの給水装置で充分なほどの水量と水圧があります。 水道の給水装置の口径を下げる分には追加料金は発生しないらしいですが、一旦１３ｍｍに落とした口径を再度２０ｍｍに戻すとなると追加で差額分の加入金が掛かることを聞きましたので、慎重に考えたいと思い相談いたします。是非、宜しくお願い致します。 ＰＳ：お湯に関してはエコキュートを採用しており、特にお風呂でのシャワー（お湯）の水圧に大きな影響があると、不便で後悔するかな～と、思いますが、エコキュートについては、減圧弁により、圧力を下げている為、給水装置の口径には関係ないのでしょうか？
- ベストアンサー
- 新築一戸建て
- 逃がす水量にあわせたオリフィスの径（面積）を知り…
逃がす水量にあわせたオリフィスの径（面積）を知りたい 送水ポンプ締め切り運転時に、締め切り用の弁の手前に設けたオリフィス部分から一定流量を外部に放出させることによって、ポンプを保護するようなシステムを作りたいと考えています。 この時、最低必要なオリフィスの孔の径(もしくは面積）を算出したいです。 ポンプは選定済みですので、「締め切り時の水圧」と「オリフィスから流出させたい水量」はわかっています。 ベルヌーイの式などを使って計算するのでしょうか。 オリフィス後は余裕のある口径の配管で排水溝まで持っていきますので、大気開放に近い状態だと思いますが、オリフィス通過時の圧力損失をどの程度見たらよいかわかりません。水は真水です。 専門外となるため、基本的な知識が不足しているのですが、上記条件からオリフィスの径を求める方法を教えていただけるとうれしいです。 いろいろと教えていただきありがとうございます。 ここ数日超多忙のため、全くアクセスできない状況にいました。 明日から出張で雲の上の時間が長いのでその際に、じっくりと 考えさせていただきます。 まずはお礼まででございます。
- 締切済み
- 機械設計
- 水量と配管サイズから水圧算出方法
初めて質問します。 純水（15℃）の水量が50kg/s、配管径がφ150、配管長さが20m、配管の曲がり箇所は3か所（各90度）、配管の材質はステンレスの場合、必要な水圧はどのように算出したら良いのでしょうか？ 宜しくお願いします。
- 締切済み
- 物理学
- 水道水の水圧(kPa)を流量から計算して下さい
私の家の水道の蛇口からの水圧が、何kPa(予想は300～500kPa)あるか 知りたいのですが、水圧計がないので、冷水蛇口を全開にし、その流量を調べました。 【結果】 最大流量：約36L/min（口径13mmの水道管で、蛇口は全開） 【質問】 水道蛇口の水圧(kPa)を計算して教えて下さい。 訳あって、単位はkPaでお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 流量の求め方を知りたいのですが・・・
通常の水道配管(配管径Φ13mm：1/2インチ)で出口にホースをつないでその先にノズル(ノズル先端径Φ3mm)を取付けます。 ノズルなしのバルブ開度全開で水圧4.5kgf/cm2、最大流量30L/minです。ノズルを付けて2kgf/cm2に調整します。(バルブで微調整）この時の流量を求めたいのですが。 入口圧力P1=4.5kgf/cm2 出口圧力P2=2kgf/cm2 入口断面直径d1=Φ13mm 出口断面直径d2=Φ3mm 流体は水です。 以上の情報で求められますでしょうか？足りなければ追加致します。 実際の流量を測ることは可能ですが、ノズル先の水圧が2kgf/cm2である証明がしたい（圧力計が怪しいので＾＾；）ので、上記条件で2kgf/cm2の時、流量何L/minのはず！！みたいな回答ありましたら宜しくお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
お礼
ご回答ありがとうございます。 >したがって管内圧力水頭は h＝2g･(Q/ηA)^2＝2.06m h=(Q/ηA)^2/2gの間違いですかね？ この式で計算すると、2.52mとなりました。 ちなみに流量係数は経験値・実験値になると思うのですが、大雑把な蛇口形状に対して一般値のようなものはあるのでしょうか。 例えば、口が広がっている場合は1.2、口が狭まっている場合は0.8など、 URLありがとうございました！ とても助かりますm(_ _)m