流体力学の質問

質問

質問１
以下はネットから引っ張ってきたんですが、流体の粘性応力は考えなくていいんですか？

「直径Dの円管について長さLの区間を考えます。
この区間の圧力損失をΔpとします。
また、円管壁面での壁面せん断応力をτwとします。
この時、運動量保存式を考えると
πDLτw=πD^2/4Δp
となる。」

質問２
管摩擦係数は壁面の粗さにもよるはずなのに、ブラジウスの近似式では、レイノルズ数しか出てこないのはなぜでしょうか？

質問３
ある円管で、壁面でのせん断応力は、μdu/dy(μは流体の粘性係数、uは流体速度、yは壁面からの距離)の、y=0での値で正しいですか？

多くてすみませんが、宜しくお願いします。

回答No.3

el156

No.1の回答に補足します。質問２の管摩擦係数は、滑らかな円管の管摩擦係数に当たるのではないでしょうか。そうだとすればNo.1で回答した前提があると思うので、管路の断面形状だけに依存し、壁面の粗さには依存しないのではないかと思います。

回答No.2

okormazd

とりあえず、
管摩擦係数は壁面の粗さによります。
ブラジウスの近似式は、
平滑管についての式なので、レイノルズ数だけで面粗度は入っていません。
粗管の場合は、コールブルックの式を使いましよう。

http://www.mech.tohoku-gakuin.ac.jp/aaaa/akira/pipe_friction.html

回答No.1

el156

質問２についてだけお答えしますが、壁面の流速がゼロで円管中央に行く程流速が速くなるから、管摩擦係数は壁面の粗さにはよらないのではないでしょうか。