ホースに穴を開けて均等に水を出す。

質問

花壇の花や芝に水をあげるのに、ホースに適当に等間隔で穴を開けて水をまくことを考えてます。末端はプラグ。
均等にあげるには、穴のサイズを水道側を小さく、末端側を大きくするのでしょうが、どのくらいの穴を開ければよいか解りません。
理屈や計算式をおしえていただけませんか？

回答No.6

usokoku

＞考え方としてこうだとか、・・・。

まず、圧力損失の計算をご存知として、圧力損失の計算式の成り立つ範囲を確認してください。
たとえば、
分岐がある場合には、配管径の(数値忘却)倍離れているときに限って、使用可能となる
数値とか

水圧が規定し、無限平面上に１点の穴があいている場合の水量
は、流体力学の最初の頃のない様ですから、すぐに計算できるでしょう。
多数の穴をあけるわけですから、配管径に比べて穴は十分小さいと近似できるでしょう。
20Aの配管に1ミリ未満の穴ですと、影響がなかったと記憶して今すが、計算待ちがぃをしているかもしれません。

次に、付近の圧力影響を受ける範囲を求めます。
測定誤差から考えて、「影響を受けない距離」が、前述の「配管径の(数値忘却)倍離れているとき」です。この「影響が受けない範囲」を給水管の直系にします(これで、配管が無限平面と近似でキル)。

穴の間隔を「影響を受けない距離」離すとして考えると

給水管の穴間の圧力損失が階段状(供給側圧損0として、供給側から計算して行く)に決定します。

これで、ある程度の近似ができる(農業はこれで十分)です。

しかし、
＞実際機械に組み込む
場合には、「無限平面に近似できる」という条件が外れる弟子用。
給水側から計算して行くことには変わりないのですが、負荷側水量を0として、
１つ目の穴の水量を計算します。
この水量が2つ目の穴にあるとして、流体方程式から１つ目と２つ目の間の圧損を計算して、2つめの穴の水量を決定します。
2つめの穴の水量と同じ水量が３つ目にあると仮定して、2つめと３つ目のあっ損を計算し、3つ目の水量を決定。1,2,3番目の水量があるとして、1-2, 2-3間のあっ損を計算、1,2,3ばん目の穴の推量を決定します。
３番目と同じ水量が4バン目にあるとして、3-4バン目の圧損を決定し、４番目の、、、、
とえんえん繰り返して雪ます。

レイノルズ数によって変化する境界領域に注意してください。
これで、連立方程式の初期値が決定しました。

いか、流体方程式を数値解として解いてください。
流体方程式の立て方は、回答不能。レイノルす数に対する圧力損失の式が不連続になるので、まともな、数値解法が使えません。発散の原因になるのです。層流でも乱流でも使用可能な圧力損失の方程式があれば簡単なのですが。

回答No.5

N64

＃４さんが教えてくださったホースは、「ドリップチューブ」とも言うようです。イチゴだけでなく、会社やお寺など、広い芝生や花壇や生垣の潅水によく使われていますね。実際はどの程度、均等に散水されているか、わかりませんが、かなり長い距離、１００ｍくらい、敷設してあるのを、ちょくちょく、見かけます。
http://greendotcom.jp/ec/main.php?src=products/sprinkler/drip_lst.html

回答No.4

usokoku

厳密に言えば、２番の方の通りです。
末端がふさがっていますが、途中から水が噴出しているので、水が流れている文だけ圧力損失が発生します(パスカルの原理は静止流体の場合に限って成立するため)。

しかし、「ホースに穴をあける」なんて面倒な事はせずに、「穴のあいているホースを購入する」ことが普通でしょう。
イチゴ栽培用に穴明きホースが販売されています。これを買って使うのが楽でしょう。
穴あけは大変ですよ。

お礼

パスカルの原理が適用しないことはわかっています。
実際機械に組み込む別の形を理解しやすいように表現を変えました。
ですので穴あきホースは要りません。
”水が流れている分だけ圧力損失”ここが知りたいのです。
考え方としてこうだとか、・・・。

他へ聞いたほうがよさそうですね。

回答No.3

noname#234804

末端をふさいでしまっているのであれば、かかる圧力はどこも同じになるので、穴の大きさはすべて同じでいいと思います。

回答No.2

outerlimit

水を流さなければ、＃１の通りですが、水を流すために圧力損失が発生します

ホースの太さ・形状・流量（流速）等に異存します
簡単に計算する方法はありません

試行錯誤する方が早いでしょう

回答No.1

redowl

＞均等にあげるには、穴のサイズを水道側を小さく、末端側を大きくするのでしょうが
？？？？
パスカルの原理で考えるならば，末端でも水道側でも管内の水圧は同じでは？
（ただし、ホースの噴出孔が皆，同じ高さである場合）
花壇、庭の地形が水平であれば，同じ大きさの孔でいいように思いますが。