46章:エネルギー変化を伴う流体のエネルギー方程式
作成2012.08.17
エネルギー変化を伴う流体のエネルギー方程式
エネルギー変化Δlを伴う流体のエネルギー方程式は
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となります。(46.1)式においてΔlは単位質量当たりのエネルギー変化でN・m/kg(=m2/s2)の単位です。
粘性流体のエネルギー方程式
粘性流体においては、摩擦により圧力損失Δpを生じます。この場合のエネルギー方程式は
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となります。
外から仕事が加わる場合のエネルギー方程式
送風機やポンプは流体にエネルギーを与えて流体を一方から他方に送り出す作用をする。従って図46-1に示すように上
流1と下流2の間にこのような機械を設けると、上流1の流体のエネルギーに機械により与えられたエネルギーを加えたも
のが下流2の流体のエネルギーに等しくなる。すなわち
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となります。ポンプの場合は習慣上、揚程Hが用いられます。
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なお、送風機によって得られた空気の動力(単位時間あたりの仕事量Pは
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となります。同様にポンプの水動力Pは
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となります。
水車
水車は水のエネルギーを機械的エネルギーに変える機械です。水から水車に与えられるヘッドを有
効落差という。これをHで表わし水車の蒸留と下流2との間のエネルギー方程式をたてると
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水から水車に与えられる動力は
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となります。
例題46-1
運転中のポンプの圧力を調べたところ、吐出側では、343kPa、吸込み側では-19.6kPaであった。吐出側の圧力計は吸込み側よ
り0.5m高い位置に設置されている。吐出管と吸込み管の直径は同じである。
この場合、ポンプの全揚程は何mか?
解答
水の密度=1000kg/m3、また (46.8)式より
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となります。
例題46-2
図46-3に示すように貯水池の水面下61mのところに水車が設けられている。水車からは内径30.5cmの管を通して流速13.7m/sで水を放
出している。エネルギー損失は無いとして、この水車の動力を求めよ。
解答
貯水池の水面を1、水車の放出管出口を2として(46.8)式を適用します。
水の密度=1000kg/m3から
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となります。ポンプの水動力Pは
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(46.7)式から
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となります。
47章:非定常流れのエネルギー方程式に行く。
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