小型オリフィスにおける水を排水する時間を求めていきます。排水すると水位は下がりますので、流速はだんだん小さくなります。流速が小さくなるということは、流量もちいさくなるということですので排水時間は長時間かかることになってきます。では、5.1 オリフィスで誘導した流量の式にdtを掛け、排水時間を求めていきます。
このとき、Qdtは水の体積を表しているので、次式のように置き換えることができます。このとき、体積は減少しているので負の符号を付ける必要があります。
上式を積分することでオリフィスの排水時間が求まります。
また、接近流速を考慮しないとすると次のようになります。
では、例題を1問解いて終わりましょう。
例題:下図のような深さ5 [m] のところに直径0.2 [m] の水栓がついたタンクがある。この水栓を開いてから水位が4 [m] 下がるまでの時間を求めよ。ただし、流量係数は0.6、断面積は400 [m2] とする。
オリフィスの排水時間の式に全ての数値を代入します。
まとめとして、オリフィスの排水時間は断面積と水深の情報があればを求めることができます。