液体の推力について教えてください。

質問

液体にスクリュー（プロペラ）付の軸を差し込んで回したとき、スクリューの周囲に発生する推力の計算方法について教えてください。
スクリュー１枚が押しのける容積×スクリュー枚数×回転数で押しのける容積となり、押しのける容積×液体の比重（対水）で推力となるのではないか？　と思ったのですが、これでいいのでしょうか？
よろしくお願いいたします。

説明が、うまくなかったようですみません。
スクリューは船のスクリューに似たものです。
ですので、スクリューは軸のあるほうへ進もうとしますが、軸は壁で強固に支えられているので進むことはできず、液体を撹拌しながら押し出すと思っています。また速度についてですが、軸は400rpmで回します。
申し訳ありませんが、どの情報が不足しているのかもよくわかっていませんので、そのあたりも含めてご教授いただけると助かります。

後の先、アフターユー様、tigers様、ありがとうございます。参考になります。
質問の主目的は、後の先アフターユー様がご指摘のとおり、液体に薬剤を入れて撹拌したとき、薬剤の効果範囲をある程度予測したいためです。
　で、上記のことにはそうそう簡単にたどり着かないのでしょうが、まずはスクリューについて知りたいと思っています。
　それで、スクリューが押しのける液体の量なのですが、例えばスクリューが90度ピッチで4枚あるとすれば、スクリューの垂直高さ×水平長さ×幅の四角錐を1回転につき4回押し出して、それが4枚あるとは考えるのは間違いでしょうか？
　あと、体積×比重ではディメンションが違うとのことですが、液体は水ではないので、体積×対水比重でkgfを計算出来て、それは推力であるという考え方は間違っているのでしょうか？
　教えていただいて口ごたえするようで申し訳ないのですが、なかなか理解力がないもので、教えていただけると助かります。

回答No.15

noname#230359 · ベストアンサー

＞スクリューが押しのける液体の量
スクリューの吐出量について参考URLでは、吐出量Q=kｎｄ^3（ｋ：定数、ｎ：回転数、ｄ：プロペラ径
　羽根の構造（枚数、角度等の影響）は定数Ｋに含まれているようである。
ところで、吐出量と推力を調べて何をしようとされているのでしょうか。
結局のところ、メーカのＰＲ資料にあるように、レイノルズ数とか、ビデオ撮影での評価になると思いますが。
これだけ、議論が進んだので、そろそろ質問者の考えを聞きたいと思います。

参考URL：

http://www.hanwa-jp.com/down%20load%20file/hanwa-text.pdf#search='攪拌技術%20レイノルズ数'

お礼

ありがとうございます。撹拌機の概念から計算まで興味深く読ませていただきました。まだ、きちんと理解しておりませんが、これの応用を考えてみます。

それで、何をするかということですが、以前下記URL
http://www.yamaha-motor.jp/marine/lineup/pro-fish/tairyo/sekkei/fishingboat/014/
から、「スクリューはネジのように推進することで推力を発生する。」との記述を見つけて、「スクリューはめねじを切りながら推進していると考えるのであれば、スクリューの推力が壁で受け止められているときは、めねじの体積が押し出される量で、それが単位時間当たりにどれくらい押し出されるかわかれば、スクリュー近くの推力がわかるのではないか？」と考えたからです。
　で、どうしてそんなものを知りたかったかというと、ご回答いただきました撹拌機でして、液体内にスクリューを突っ込んで回して、かつ気体の薬剤を吹き込みまして、その薬剤がどれくらいの範囲まで到達するか知りたかったのです。その第1段階としてスクリューの発生させる推力が知りたかったのです。
　ですので、推力がわかったとしても、私の知りたいことは、まだこれからなのですが、なにぶん基礎的なこともよくわかっていないので、お知恵を拝借できたらと思い、投稿した次第です。

で、当初私の考えていた内容と、いろいろ教えてただいたこと、それからご紹介いただいた資料には、結構な違いがあるようで、頭の中を整理する必要を感じております。
以上、ありがとうございました。

回答No.4

noname#230359

質問内容と異なる記述をしますが、

tigers さんは、No.38128の質問はどのように対応されますか？

追加寸法を記述した資料が質問者から出てきているので、一考してみて下さい。

（No.38128とこの質問は、機械工学的に少し関係がある）

それと、貴殿と小生の質問者への対応方法も確認できるかも。

回答No.3

noname#230359

簡単に説明できるものじゃないので書籍等で勉強してください。

まず推力のディメンジョンと
(毎秒)押しのける容積×液体の比重のディメンジョンが合っていないです
違うディメンジョンのものが等価にはなりませんね。

実際の一例として
http://ci.nii.ac.jp/naid/110007662703　の
http://ci.nii.ac.jp/lognavi?name=nels&lang=jp&type=pdf&id=ART000947971　の例えばＦｉｇ６
左軸のＫＴが推力に相当、右軸が効率になります。Ｘ軸は流速に相当します。
つまりスクリューのピッチや流速によって複雑な関数になってしまうので
質問者さんの言うような単純化はできません。

＞なんで、こんな事になっているのでしょうか？？？

ちゃちゃ入れるだけで、何の有効な意見も無く去っていく人もいるしね。

回答No.2

noname#230359

なんで、こんな事になっているのでしょうか？？？

≻ 液体にスクリュー（プロペラ）付の軸を差し込んで回したとき、スクリューの周囲に
≻ 発生する推力の計算方法について教えてください。
≻ スクリュー１枚が押しのける容積×スクリュー枚数×回転数で押しのける容積となり、
≻ 押しのける容積×液体の比重（対水）で推力となるのではないか？　と思ったのですが、
≻ これでいいのでしょうか？

基本的には、良いと考えます。
流体中（空中や水中、宇宙は？かな）の推進力は、流体を押しのける反作用が基本です。
押しのける　の言葉選択は？？かもしれませんが、意味が解ります。

但し、
＊ スクリュー１枚が押しのける容積の計算方法
＊ スクリュー１枚が押しのける容積に対する動力の計算方法
＊ 一番効率が良いスクリュー形状とは
＊ 一番音がでないスクリュー形状とは
の記述があれば、別の頭が痛い質問になりますか……。

攪拌機のスラスト荷重を簡単に大雑把に算出する方法ではないでしょうか？

それか、その動力源の算出方法かです。

何れにしても、それらは類似点の多い計算方法であり、質問内容にも関連していると

考えているのですが、あさはかですか。

回答No.1

noname#230359

>押しのける
どの方向に、どんな速度で？

質問する前に、最低限の事は自分で勉強しませう。