流体工学

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【流体工学】コアンダ効果って何?産業分野での用途は?

流体に関する勉強をしていると、ベルヌーイの定理、ベンチュリ効果などに関連して「コアンダ効果」という言葉を目にするのではないでしょうか。 今回は、コアンダ効果の解説と実用例について紹介したいと思います。 コアンダ効果とは コアンダ効果とは、流れる流体(噴流)が近くの壁に対して相互作用を生じ、引き寄せられていく現象を表した言葉です。流体の粘性の効果により、周りの流体を引き込みます。 よく見る説明実験では、水道の水に丸みを帯びた物(スプーンなど)を近づけて、引き寄せられることを確認したり、ピンポン球に下から風を ...

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【流体工学】「絞り膨張」って何?なぜ絞りだけで膨張するの?

気体がオリフィスや減圧弁を通過するときは、絞り膨張という現象が発生します。 この記事では、気体特有の現象である「絞り膨張」について解説したいと思います。 こちらの記事は動画でも解説しているので、動画の方がいいという方はこちらもどうぞ。 1. 絞り膨張とは? 絞り膨張とは、気体がオリフィス(穴の開いた金属板や筒)や開度を絞ったバルブなどの断面積の小さい流路を通る際に、一時的に圧力が下がる現象のことを言います。 絞り膨張は次のような流れで発生します。 絞りにより通過する際の流速が増す。 流速が増すことでベルヌ ...

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【流体工学】ニュートン流体と非ニュートン流体は何が違う?

流体は大きく分けてニュートン流体と非ニュートン流体に分けることができます。 では、ニュートン流体と非ニュートン流体の違いは何でしょうか? 1. ニュートン流体と非ニュートン流体の違い ニュートン流体と非ニュートン流体の違いは、次の式が成り立つか成り立たないかです。 $$τ=μ\frac{dv}{dy}[Pa]$$ τ:せん断応力 μ:粘性係数 v:速度 y:管壁からの距離 成り立つ流体をニュートン流体、成り立たないものを非ニュートン流体と言います。非ニュートン流体の代表例としては不規則ならせん構造を描く高 ...

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【流体工学】流体の粘度を表す単位と比較について

流体のねばり度合いを表す指標に粘度があります。工場などで新たな設備を導入するときには、そこで扱う流体の粘度が記されている場合が多いです。 粘度が高ければ、粘り気が大きくなるというのは感覚的に分かりますが、記載されている粘度が一体どれぐらいなのか感覚的に分かりにくいことはありませんか? 今回は、粘度を表す単位や数値ごとにどれぐらいの粘り気なのか感覚的に分かるように一般的な製品と比較してみたいと思います。 1. 粘度の単位 粘度は物質のねばり度合いを表す指標でμ(ミュー)という記号で表されます。粘度が高ければ ...

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【流体工学】ベルヌーイの定理で圧力と流速の関係がわかる

配管設計について学んでいくと、圧力と流速の関係を表すベルヌーイの定理が出てきます。 今回はエネルギー保存則のベルヌーイの定理について解説していきたいと思います。 ベルヌーイの定理とは? ベルヌーイの定理は物理学者ベルヌーイによって発表された法則です。 非圧縮性・非粘性(完全)流体には圧力と流速の関係はベルヌーイの定理で表すことが出来ます。ベルヌーイの定理は物理で言うところのエネルギー保存則になります。 実際の流体は完全流体ではありませんが、現象を理解するのにベルヌーイの定理は使えます。ベルヌーイの定理は次 ...

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【流体工学】層流と乱流、見分けるためのレイノルズ数とは?

配管の圧力損失を計算する際には、まず、流体が層流なのか乱流なのかを見分ける必要があります。それを見分けるために指標となるのがレイノルズ数という無次元の値です。 今回は、層流・乱流とは何か、レイノルズ数はどんな式で求めることができるのかについて解説していきたいと思います。 こちらの記事は動画でも解説しているので、動画の方がいいという方はこちらもどうぞ。 層流・乱流とは? まず、物体の流れには層流と乱流と呼ばれるものがあります。この2つの違いについてです。 層流 層流は、流体が規則正しく運動している流れのこと ...

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