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流体の流れ

学習目標

このトピックの終わりまでに、次のことが期待されます。

• 流体の流れの意味を理解する
• 流体の流れの種類を知る
• 流体の流れの要素を理解する

工学と物理学では、流体力学は流体の流れを定義する流体力学の一分野です。流体は液体と気体です。これには、空気力学 (空気やその他の気体の運動に関する研究) や流体力学 (運動中の液体の研究) など、いくつかのサブグループがあります。流体力学には、航空機のモーメントと力の計算、気象パターンの予測、核分裂兵器の爆発のモデル化、星間空間の星雲の理解、パイプラインを通る石油の質量流量の決定など、多くの用途があります。

マグカップから水を注ぐ場合、水の速度はリップの上では非常に速く、リップに近づくと適度に高くなり、マグカップの底では非常に遅くなります。不均衡な力は重力であり、水が利用可能でマグカップが傾いている限り、流れは続きます。

流体の種類

• 理想的な流体。圧縮できず、粘度が理想的な流体の範疇に入らない流体を指します。この流体は現実には存在しません。それは単なる想像上の流体です。
• 実際の流体。すべての流体には粘性があるため、すべての流体は実在します。
• ニュートン流体。流体が粘性に関するニュートンの法則に従う場合、それはニュートン流体として知られています。
• 非ニュートン流体。流体が粘性に関するニュートンの法則に従わない場合、非ニュートン流体と呼ばれます。
• 理想的なプラスチック流体。せん断応力が速度勾配に比例し、せん断応力が降伏値を超える場合、理想的な塑性流体と呼ばれます。
• 非圧縮性流体。外力を加えても密度が変化しない流体を非圧縮性流体と呼びます。
• 圧縮性流体。外力を加えると流体の密度が変化する場合、それは圧縮性流体と呼ばれます。

流体の流れの種類

流体の流れには、定常または非定常、粘性または非粘性、回転または非回転、圧縮性または非圧縮性など、あらゆる側面があります。特性の中には、液体自体の特性を反映するものもあれば、流体の動きに焦点を当てたものもあります。

定常流または非定常流;流体の流れは、安定している場合と不安定な場合があります。これは、流体の速度に依存します。

• 安定:安定した流体の流れでは、流体の速度はどの時点でも一定です。
• 非定常:流れが非定常の場合、流体の速度は任意の 2 点間で異なる可能性があります。

VISCOUS OR NON-VISCOUS FLOW:流体の流れは、粘性または非粘性です。

• 粘度:これは液体の厚さの尺度です。シャンプーやモーター オイルなどのねばねばした液体は粘性液体と呼ばれます。

流体の流れの方程式

所定の時間間隔で置換された流体の量は、流体の流れの式として知られています。

質量流量 = ρ AV

どこ、

ρは密度

V は速度で、

Aは面積です。

流速＝面積×流速