機械を設計する際に、少なからず流体が機器内に介在し、その特性が性能に影響を及ぼしたり、不可解な流動現象を引き起こしたりすることがあると思います。そのようなとき、様々な観点から流体力学の知識の必要性を実感するはずです。
この講演では、流体の性質や流体機器内部で生じる流体の漏れ、流れの絞り、静圧軸受、流体力などについて、とくに水や油に代表される液体の内部流れに焦点を絞り、流体力学の基礎的事項を初学者向けに解説します。
まず、流体の性質および基礎的な用語と単位を紹介し、流れていない静止流体中での圧力について解説します。つぎに、流体機器内部での流れを考える上で、重要な公式やその利用方法について解説します。さらに、流体機器内には、多くのすきまが存在しますので、漏れや摩擦抵抗を見積もる公式と利用方法について解説します。
最後に、流体機器は管路をはじめ流体が流れ難くなる絞り部・管路要素・バルブなどで構成されていますので、これらの圧力損失について解説します。なお、受講にあたり微分積分と力学の基礎知識を必要とします。
- 流体の性質と基礎
- 流体力学とは?
- 流体の性質と単位
- 静止流体の力学
- 内部流れの基礎
- 流量と圧力
- 圧力とせん断応力
- レイノルズ数 (層流と乱流)
- 連続の式
- ベルヌーイの定理
- 運動量の法則
- すきま流れ
- 平行平板間の流れ
- 移動壁面のすきま流れ
- 環状すきま流れ
- 放射状すきま流れ
- 傾斜すきま流れ
- 内部流れの圧力損失
- 管路内の流れ
- 絞り流れ (オリフィスとチョーク)
- キャビテーション
- 管路要素とバルブの圧力損失
- 管路要素などによる損失
- 管路の広がりによる損失
- 管路の狭まりによる損失
- 曲がりによる損失
- バルブの損失
- 管路システムの損失
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