技術士(総合技術監理部門・建設部門)・RCCMなど資格取得の「らくちん必殺技?」の完成を目指すブログです。
ちなみに水理学の復習を少し、、
流れについて再整理です。

試験直前の電車メモにでもいかがでしょう。。

(層流と乱流)
・層流とは、流れの流線が線状をなして整然と流れる状態である。乱流とは、流れの流線が乱れて混合しながら流れる状態である。
・生活の中でのわかりやすい例としては水道の蛇口から流れる水がある。水道の水は流れが少ないときはまっすぐに落ちるが、少し多くひねると急に乱れ出す。このとき前者が層流、後者が乱流である。 生活の中で見られる空気や水の流れはほぼ全てが乱流であるだけでなく、熱や物質を輸送し拡散する効果が非常に強いので工学的にも非常に重要である。

(限界レイノルズ数)
層流と乱流のおおよその区別はレイノルズ数によって判断され、レイノルズ数の値が大きいと乱流と判断される。レイノルズ数 (Reynolds number) とは、慣性力と摩擦力(粘性による)との比で定義される無次元数である。ちなみに、流体が流れる管の内径(D)、平均流速(v)、液体の動粘性係数(ν)の値が求まれば、次式が成り立つ。
Re = (v・D)/ν = 慣性力/粘性力
一般的に、どのような液体でも、このレイノルズ数が約2,000未満で層流となり、それ以上で乱流となる。このときの値を「限界レイノルズ数」と呼ぶ。

(限界流・限界水深・射流・常流)
・ブレスの定理により,流速が一定の場合には比エネルギーがもっとも小さくなる流れをを限界流といい、そのときの水深が限界水深である。限界水深より,水深が大きい場所は常流であり,フルード数は1より小さくなる.一方,限界水深より,水深が小さい場所は射流であり,フルード数は1より大きくなる.
・限界水深hcと比エネルギーEの間には、hc=2/3*Eなる関係がある。 限界水深より水深が浅い流れを射流、深い流れを常流とよぶ。

(比エネルギー・水頭)
・比エネルギー(ひえねるぎー)は、開水路において、水路床を基準面に取ったときの全エネルギーを水頭の形で表したものである。 E=v^2/2g+h
・水頭(すいとう)は、水の持つエネルギーを水柱の高さに置き換えたものである。(水の単位重量あたりのエネルギーということもできる。)
・エネルギーには位置エネルギー、運動エネルギー、圧力エネルギーがあるが、これを高さに置き換えたものをそれぞれ位置水頭、速度水頭、圧力水頭という。このほかに、管の摩擦、曲がり、出入口などで失われるエネルギーとして各種の損失水頭がある(速度水頭に比例)。これらのすべての水頭の総和を全水頭という。

(等流・不等流)
・等流では水路内の流れがすべて同じ状態で流れている。したがって水深、流速もどこでも同じである。時間的に流量が一定で、断面系が勾配が縦断的に変化しない流れをいう。等流計算を行う場合は、計算自体で常流・射流を意識する必要は全くなく、連続式(Q=VA)と平均流速公式(マニング式など)だけで計算できる。
・不等流は等流で無い流れで、水路内で水深が変わっている流れである。時間的に流量が一定で、断面形及び勾配が縦断的に変化する流れをいう。不等流計算は連続式と平均流速公式のほかにエネルギー保存則を用いる。具体的には計算する区間にいくつかの断面を設けて、断面ごとに水深を逐次的に計算してゆく。このとき、流れが常流の場合は下流から上流に向けて順次計算するのに対し、射流の場合は逆に上流から下流に向けて順次計算する。


出展は、色んな教材からの組み合わせ編集です。すんません

ちなみに、おもしろいページを見つけました。水理学で説明した合理的な水泳法の解説です。
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