問題内径 100 mm の円管を流速 1.0 m/s で流れている水が、内径 50 mm に縮小した円管部に入った。非圧縮性の定常流とするとき、縮小部の平均流速 [m/s] はどれか。
- a2.0 m/s
- b0.25 m/s
- c8.0 m/s
- d4.0 m/s
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正解：d. 4.0 m/s
正解は「4.0 m/s」。連続の式 A1v1 = A2v2 より v2 = v1 × (d1/d2)² = 1.0 × (100/50)² = 4.0 m/s となる。流量が一定なので、断面積が 1/4 になれば流速は 4 倍になる。「2.0 m/s」は誤り。直径比 100/50 をそのまま流速比としている。流路断面積は直径の2乗に比例する。「0.25 m/s」は誤り。直径比の2乗の逆数を掛けている。断面積が小さくなると流速は速くなる。「8.0 m/s」は誤り。直径比の3乗を流速比としている。断面積は直径の2乗に比例するので、2乗でよい。
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