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No.2
- 回答日時:
詳細が分からないので間違っているかも知れませんが・・・
流体のエネルギーは、
0.5ρV^2+p+ρgz
で表せます(ρ:密度、V:流速、p:圧力、g:重力加速度、z:高さ)
第1項が速度エネルギー、第2項が圧力エネルギー、第3項が位置エネルギーです。細かい説明は省きますが、これらのエネルギーの和は流れに沿って保存されます。
実験で、水が流出しているガラス管部分(流速を計った部分)について考える場合。
計算上で出した流速と実際の流速には差があるわけですが、これは主として、ガラス管を通る時に管内面と水との間に抵抗があるため、ここで摩擦損失という形でエネルギーが失われたためだと考えられます。
(流体に粘性がなければ、この摩擦損失はありません)
今はガラス管の流速を測定した部分で考えた場合。
摩擦によって失われたエネルギーをCとすると、計算値Vと測定値vの間には、エネルギー保存則から次のような関係があると考えられます。
0.5ρV^2+p+ρgz-C=0.5ρv^2+p+ρgz
よって
V^2-C=v^2
C=V^2-v^2
このCをV^2で割ることによって無次元化した値は、「計算上の値に対する損失の割合」を示す係数となります。
この係数は0~1の間の値になりますが、
「0に近いほど損失が少ない」
と言うことになります。
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