流体力学

質問

流体が管内などある断面積を通過する際、その断面積の形状により管路抵抗などは変わるのでしょうか？
例えば、複数の穴がたくさん開いている断面と大きな穴が数個開いている断面で両者の総合断面積が等しい場合、流れる流体には何か影響がありますでしょうか？
一番知りたいことは断面積の違いによりどちらかが流れにくくなるのか、もしくは変わらないのかということです。
流体の知識に乏しいゆえ、他にも何か違いなど参考になる項目がありましたらお教えください。
想定している流体は常温の空気です。
よろしくお願いします。

回答No.1

okormazd

流体の挙動を知るための指標のひとつにレイノルズ数Reというのがあります。管内の流れでは、Reは管径Dによってかわります。流量が等しく、総管断面積が等しければ、流速uが等しくなり、Reは管径に比例するので管径の小さい方が、小さくなります。Reが小さくなると管摩擦係数fが大きくなり、摩擦によるエネルギー損失ΔFが大きくなります。管路の抵抗が大きくなるということです。
また、大きい径から小さい径に変わるときも管断面積の比によってエネルギーーの損失があります。比が大きい方が損失も大きい。したがって、小さい径の穴多数の方が、管路の抵抗が大きくなるということです。
エネルギーの損失は一般に圧力の低下となって現れます。

お礼

okormazd様
大変参考になりました。
お忙しいところご回答いただきましてありがとうございました。