６月９日 ベルヌーイの定理は腑に落ちるのか。。。
ファンに関する製品、送風機あるいは熱風発生機等の機種を選定する場合
最も重要な要素は風量と静圧だ。改めて書くまでもないのだが。
このふたつの要素から流速、風速あるいは搬送速度を導き出す。
この流体の速度から圧力との関係を詳しく比較検討する場合が多々ある。
例えば送風機とコンプレサーから発生される圧縮空気との比較。
用途に圧力が必要なのか。あるいは風量が必要なのか。
使用電力は如何なものか。
コンプレッサーは電力数が大きくなりがちな上、メンテナンス費用が掛かる。
なるべく送風機、ファンを使用したいがより圧力が必要であればやはり
圧縮空気使用せねばならない等。
常日頃、何も詰まっていない頭を悩ませる。
空気、水等の流体の速度と圧力の関係を具体的に間近に見れる現象として
キャビテーションがある。
具体的に書くと。
水道の蛇口にホースを取り付ける。
コックひねるとホースの出口から水が出てくる。
そのホースの途中を手の指でつぶす。
そうするとどうなるか。
ホースから出てくる水に白くにごったような泡が一緒に出てくる。
これがキャビテーションの現象だ。
ホースを指で押さえた部分は水の速度流速が増す。
そうなると水の圧力は下がる。
その際圧力が下がることにより水の分子が気化し泡が発生しているのだ。
高い山に登ると大気圧が下がる為、水の沸点が下がるのと同じ現象と言える。
水、空気などの流体は速度が増せば圧力は下がり、逆に速度が落ちれば圧力は上がる。
これはベルヌーイの定理と呼ばれている。
流体のエネルギー保存の法則を表しているのだが。
私は確かにこの定理は頭では理解しているつもりだ。
しかし、何事においてもやはり腹に座り腑に落ちないことには本来理解したとは言えない筈だ。
今、現在まで私はこの定理に大きな疑問を抱えていた。
先に記載したキャビテーションの現象は目の前で現れるのだから確かに納得はできる。
だがどうしても腑に落とすことができない現象がある。
一体どう理解しそして納得すればよいのか。
流れが速いほど圧力はあるとの判断が可能な現実が実際、存在するのだ。
その具体例を記載する。
外を歩いているとする。
風は向かい風だ。こちらに向かって吹いている。
先ずは前方から速度が遅い弱い風が吹いている場合。
一方強い風、台風並みのとてつもなく早い風速がこちらに向かって吹いていた場合と比較すると。
当然ながら風速、速度が速い風にあたった場合の方が強く感じる。
詰まり強い圧力を感じる。
台風のような強い風には吹き飛ばされそうな大きな圧力を受ける。
そうなると、流速が早いほうが圧力が強いという結論へと至ってしまうではないか。
やはり「速度が大きいと圧力も高い」とあの「速度が大きいと圧力は小さい」ベルヌーイの定理と
真っ向から勝負することになるではないか。
ところがだ。
実はそうではなかったのだ。
その答えを「流れのふしぎ」日本機械学会編の書籍に記載されているのを目のあたりにする。
風、空気の流れ詰まり流体が私にめがけて進んでいた。運動していた。
私自身は決して流体、風ではない。
前方よりの風を私は体全身でせき止めているに過ぎない。
私は体を張って流体を遮っていた訳だ。
せき止められると当然風は速度はなくなる。
これは流体の運動エネルギーがせき止められる事により他のエネルギーへ変わったと言える。
運動エネルギーが私の体に当たることにより圧力のエネルギーへ変化したとも言える。
遮ると速度が早ければ早いほど圧力は高い。
風が強ければ強いほど私の体に働く力は大きくなる。
私自身は決して流体、風ではない。
私が風を遮って大きな力を受けているということになる。
ベルヌーイの定理はあくまでも流体の内容について述べてある。
決して私の身上、心情、新庄を述べている訳ではない。
そうなるとベルヌーイの定理は間違いはなく腑に落とし腹に据えねばなるまい。
だが、今ひとつの感がどうしても自分自身を襲う。
もっと奥深く納得するのはどうすれば、どう対応すれば良いか。
そこで常日頃何も詰まっていないはずの頭を又しても悩ませる。
そして。
ついぞ出た。
結論が私の脳細胞から浮かび上がったのである。
これでようやく腑に落ちいずれ腹に据えることになるであろう。
ようし。私が風になるぞ～っ？？？
それでは又です。
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皆様いつもお世話になり有難うございます。
風による処理物の攪拌は圧が大きい送風機で十分かどうか実際試してみる必要がある
ブログあるはず。
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2007.6.9by 博多の森と山ちゃん
