圧力損失について

質問

先日、マノメータとピトー管を用いて空気の圧力と速度を求める実験を行いました。
　その実験で、空気を拡大管(配管径50ｍｍを100ｍｍに拡大)に流した後、縮小管(配管径100ｍｍを50ｍｍに縮小)に流しました。空気が拡大管に進入する前の静圧が388Pa、拡大管に入った後の静圧が390Pa、縮小管を出た後の静圧が372Paというふうになりました。

ということは拡大管、縮小管の前後で388－372＝16[Pa]の圧力が損失されているのですが、このような拡大、縮小によって起こる圧力損失の主たる要因は何なのでしょうか。
　理論的に説明せろと言われたのですが、なにぶん流体力学を習い始めたど素人なので、よくわかりません。（摩擦が原因なのかなと思うのですが）どなたかお教えいただけないでしょうか。

回答No.2

91091 · ベストアンサー

圧力損失には、大別して、形状損失、摩擦損失がありますが、いずれも、流体の流れと管壁との摩擦で熱エネルギー変換されたり、流体に渦が形成され、振動エネルギー、音、熱エネルギー等に変換されます。
失われたエネルギーは、エネルギー保存則により、補填される必要があります。補填するための、仕事をする必要があり、その仕事率は、
ΔＰ（Ｐａ）×流量（ｍ３／ｓ）となります。（ΔＰ×ΔＶは仕事なので、ΔＰ×ΔＶ／Δｔは仕事率です）
もし、圧損が０であれば、どんな弱いポンプでも流量を無限に増やすことができますが、圧損があるため、必要流量を得るには、入り口でポンプ等により仕事をする必要があります。

お礼

ありがとうございます！
なるほどエネルギー保存則によって、ただ損失があるだけじゃなく、損失されたものが別のエネルギーに置き換わっているのですね。
参考になりました。

回答No.1

N64

これからの勉強で、この実験結果の理由について、強い問題意識を持ちながら、勉強を続ければ、きっと答えが見つかるでしょう。頑張ってください。

お礼

ありがとうございます！今日図書館で流体の本を読みあさって、流れが管壁から剥離して渦ができたり、摩擦によって損失が起こるということが少しわかりました。がんばります。