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ベルヌーイの定理とは?エアーで詰まった配管を解放する方法は?
- ベルヌーイの定理を使用して、エアーで詰まった配管を解放する方法をまとめます。
- ベルヌーイの定理は、エネルギー保存則であり、点aから点bまでの距離のエネルギーを考慮する。
- 配管内の圧力水頭を位置水頭に変換することも可能です。
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生理学の本には、血流をベルヌーイの定理で説明しているところがあり、流体力学を習ったことのない私にはイマイチわかりません。(循環系で立位における心臓の位置と、足部における静脈血の右心房への還流にベルヌーイらしき定理で説明する生理学の箇所があるのですが、) もし、血液が定常流で摩擦などのエネルギーの損失がない場合に、血管が細いところで、流速が早くなり、圧は低下する。一定の血液が流れているから、連続の式(質量の保存の法則)で、流速が早くなるのは理解できるが、圧の変化がわからない。 はじめに位置エネルギーは無視できる条件で以下のことが分らない。 1)流体では、全圧は静圧と動圧があるらしい。動圧は血管壁に加わらないので、血圧に影響は与えないと、理解していいのでしょうか? 2)動圧は血液の流速を変化させる要因なのでしょうか? 3)閉鎖系で流速の断面積が減少することは、全圧は変化しないが、 全圧の中で動圧の比率を高めて、狭い断面積で同じ流量だけが流れるように、液体に勢いをつけているのでしょうか。 4)全圧の中で動圧と静圧の変換が起こるとは、水分子の運動性に方向性が発生することでしょうか?流速方向の水分子の運動と、それに垂直方向の運動との比率が断面積によって変わるのですか? 5)ベルヌーイの定理を、単なるオームの法則といって説明する人がいましたが、それでいいのですか? 6)よくベルヌーイの定理を示す式で、運動エネルギーと同列に圧力だけのPが示されています。昔習ったPV=nRTの記憶から、ベルヌーイの式の中で、エネルギーがPだけ、に大変違和感を感じます。そこはPVでないとまずいのではないでしょうか? さらに位置エネルギーが加わる場合、人が立位の場合に、静脈血が右心房に戻るときに生理の本では、申し訳程度にベルヌーイの定理を多用しています。例えば、足の血液が右心房に戻るときに120cmのρghが加算されるとは、一体何を意味するのでしょうか(足から右心房まで120cmであることはあたりまえですが、、)? もう少し右心房に接近して、距離が40cmになったときに、圧エネルギーと運動エネルギーが増加する可能性をベルヌーイの定理から示唆したいのでしょうか? そのことで血液はより早く、あるいは高い血圧で右心房に戻るということが考えられるのでしょうか? 閉鎖系の血流で血圧の高いとところから血圧の低いところへ血液が移動するのは、当然と同意しますが、血圧が高い所の血流が早いのか、血圧の低いところの血流が早いのか、どちらでしょうか?やはりベルヌーイの定理から血圧の低いところでの速度は速いのでしょうか? 流体に詳しい方のお助けを。
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