水圧変化について

質問

水圧の変化について教えてください。
例えば20Aパイプから25Aパイプになりまた20Aパイプに戻る流路があるとします。
その配管にポンプにより一定圧力の水を流した場合、25Aパイプの入り口と出口での水圧は同じになりますか？？
また、20Aパイプから2本の20Aパイプに分岐し、また20Aパイプに戻したときの分岐前と分岐後の圧力は同じになるでしょうか？？
この2通りの配管を作った場合、圧力損失が出るかどうか教えてください。

回答No.3

okormazd · ベストアンサー

管路の流れの圧力は
上流＞下流
となるとは限りません。
流れは、流路の条件により、位置エネルギー、運動エネルギー、圧力のエネルギーが相互に変換しながら流れています(ベルヌーイの定理)。それに、ポンプからのエネルギーや、摩擦などによるエネルギーの損失が加わります。上流＞下流となるのは、水などの非圧縮性流体で、管路が水平で、管径が一定の場合です。他の条件では、その管路の位置・形状によってさまざまです。
質問の、
25Aパイプの入り口と出口での水圧は、管路が水平であれば、流速で決まるエネルギー損失に対応した圧力損失が生じ、水圧は、入り口＞出口です。しかし、水平でなければそうなるとは限りません。入り口の方が高ければ、入り口＜出口にもなります。
20Aパイプから2本の20Aパイプに分岐し、また20Aパイプに戻したときの分岐前と分岐後の圧力も同様です。
２つの例の場合、25Aの部分と２本の20Aの部分の距離が等しく、他の条件も等しければ、２本に分岐した方が、断面積が大きく、流速が小さくなるので、距離が十分長ければ、圧力損失は小さいでしょう。距離が短いとＴやエルボの影響でそうはならない場合もあるでしょう。

回答No.6

BASKETMM

No.5です。
追加で管系の抵抗曲線とポンプ特性曲線の管系を描いてみました。

回答No.5

BASKETMM

既に多くの方が答えておられますので、気の付いたことを追加します。
１．ポンプにより一定圧力の水を流すと言われますが、圧力はポンプ特性曲線と管系の抵抗曲線の交点で決まりますので、管系を変えれば圧力は変わってしまいます。
２．損失による圧力変化とエネルギー形態の変換（速度エネルギー、圧力エネルギー、位置のエネルギーなど）による圧力変化を明確に区別して考えましょう。エネルギー変換についてはベルヌーイの定理を先ず参照しましょう。（管径の増大→流速の減少→圧力の増大）

回答No.4

ohkinu1972

普通、管を流体が流れると圧力損失があります。
また、管の拡大、縮小、分岐、合流、曲がりなどもそれぞれ圧力損失の原因になります。

圧力損失は流速が低いほうが少なくなりますので、
配管を分岐したり拡大するのは損失を減らすのに有効な場合もありますが、
拡大や分岐の損失のために逆効果になることもあります。

回答No.2

gohtraw

流れの中の２点の圧力を比べた場合、必ず
上流＞下流
となります。というか、圧力差があるから流れるともいえます。
このほか、単純に径を広げたり、狭めたりした場合にも圧損は生じます。
化学工学関連の本には詳しく書かれていると思います。

回答No.1

noname#160321

流体力学の専門家でないのでお答えできませんが、はっきりしていることとは「流速」によって違うと云う事です。