ノズルから散水された水圧の計算方法を教えてください

先ず、ノズルから出る散水の流速を求めます。
ベルヌーイの定理より、圧力水頭を速度水頭に変換します。
昔人間なので、以下をMKS単位で記述します。

圧力水頭 ＝ 速度水頭
P（圧力）kg/m2÷γ（比重量）kg/m3＝ v（速度）m/sec × v（速度）m/sec ÷〔2×g（重力加速度）m/sec2〕
圧力が0.25（MPa）なので、0.25×1,000,000÷9.8 ⇒ 25500kg/m2となり、
v（速度）m/sec ＝ √25500kg/m2÷1000kg/m3×（2×9.8m/sec2）≒ 22.3m/sec

そして、散水が30cm離れた壁に到達時の速度を求めます。
ノズルの向きで、重力加速度がどの方向に働くか考えて、ベクトル計算します。
散水角度10°は、無視した方が解かり易いと思います。

次に、壁に当たる直前の散水エネルギーを求めます。
散水のエネルギー（kg・sec）は、〔 重さ（W）kg÷重力加速度（g）m/sec2 ×速度（v）m/sec 〕で求まり、
1sec 辺りの散水量は、20.5?/min÷60sec/min ⇒ 0.34?/sec ⇒ 0.34kg/sec ⇒ 0.34kgとなるので、
0.34kg÷9.8m/sec2×22.3m/sec（実際は重力加速度を加えた速度）⇒0.77kg･secとなります。

最後に、散水が壁に当たる（ベクトル計算した）方向と壁の向きで、壁が吸収するエネルギーを求め、
壁の取付仕様を含めた水撃係数を資料又はネット検索して、0.77kgを何倍するか決める事になります。

その後で、散水角度から計算した散水面積を求めて割れは、壁に当たる圧力が出ます。

頑張って、関連資料を観て、解かるまで反復して下さい。

お礼

2007/11/15 14:07

計算式も順序だてて、単位も都度記載いただき、計算の流れが把握でき
大変分かり易かったです。
専門外の計算がどうしても必要となり困っておりました。最終的には
検討書資料として提出せねばなりませんでしたので、大変助かりました。
アドバイスの通り、私自身でも関連資料と照らし合わせながら、自分の
実になれば、と思います。
この度は貴重なお時間を割いてご回答いただき、大変ありがとうござい
ました。

質問者