1. 流体の基本性質
| 性質 | 定義 | 単位 |
|---|---|---|
| 密度 ρ | 単位体積あたりの質量 | kg/m³ |
| 粘度 μ | 流れにくさ(内部的摩擦) | Pa·s |
| 動粘度 ν | ν = μ / ρ | m²/s |
2. 連続の式
質量保存の法則から導かれる式です。
A₁V₁ = A₂V₂ = Q
A: 流路断面積 | V: 平均流速 | Q: 流量
A: 流路断面積 | V: 平均流速 | Q: 流量
3. ベルヌーイの定理
理想流体の定常流れにおいて、エネルギー保存を表す式です。
P/ρg + V²/2g + z = H = 一定
P: 圧力 | V: 流速 | z: 位置水頭 | H: 全水頭
P: 圧力 | V: 流速 | z: 位置水頭 | H: 全水頭
4. レイノルズ数
流れの状態(層流・乱流)を判定する無次元数です。
Re = VL / ν
Re < 2300: 層流 | Re > 4000: 乱流 | 2300 < Re < 4000: 过渡域
Re < 2300: 層流 | Re > 4000: 乱流 | 2300 < Re < 4000: 过渡域
5. 管路の損失
5.1 摩擦損失
hf = f (L/D) (V²/2g)
f: 摩擦係数(配管RoughnessとReで決定)
f: 摩擦係数(配管RoughnessとReで決定)
5.2 局部損失
hm = K (V²/2g)
K: 局部損失係数(ベンド、阀门、T字管など)
K: 局部損失係数(ベンド、阀门、T字管など)
6. まとめ
流体力学は、流体の流れに関する基本法則を理解し、管路設計や泵の選定に適用する学问です。連続の式とベルヌーイの定理を押さえ、损失計算こなうことが、実務には不可欠です。