ベルヌーイの定理は、
総水頭=位置水頭+圧力水頭+速度水頭
で、圧力鉄管中、どこでも一定の総水頭となる。
というものです。
位置水頭とは、下池から、測定しようとする鉄管中の任意の位置の高さ(m)です。
圧力水頭とは、その位置の鉄管中の圧力を静水圧孔という穴で測定した圧力(水柱m)です。(鉄管に穴を開けて圧力計で測定した圧力と思ってください。)
速度水頭とは、鉄管内に流れる水の流速によって、
減少した圧力です。この減少分は、何らかの方法で水の速度を 0 にすると、圧力水頭に変化します。
ここで、重要なのは速度水頭で、その値は
速度水頭(水柱m)=流速(m/s)÷(2g):gは重力加速度
です。
位置水頭は単に、高さのみで、
速度水頭は、流速(厳密には重力加速度も)で変化します。
圧力水頭は、総水頭から、上記2つを引いた分になりますね。
実際には、鉄管内に流体が流れると、鉄管損失という、鉄管と流体の摩擦や、発生する振動、音、熱によりエネルギー損失があるので、厳密に測定すると、一定にはなりません。
また、速度水頭で減少した分を、圧力水頭に戻すように測定できる配管を水圧鉄管内に仕込むと、ピトー管と呼ばれる、流量測定器になります。
計算されるときは、特に圧力の単位に注意してください。 |