流速

質問

流速＝流量／断面積で出ますよね？？？
例えば、水の流れを泡で可視できる状態にあって、
５秒の間に０．５ｍ進んだとします。
この場合速さ＝距離÷時間の関係により、
流速０．１[m/s]って考えてOKですよね？

回答No.1

char2nd · ベストアンサー

そのような場合の流速は、平均流速といい、対象となる通水断面における各部位の平均的な流速を意味します。
　厳密には、管体の内面に接する部分がもっとも流速が遅く、内面から最も遠い部分が最も早くなります。空気層がある場合は空気との摩擦もわずかながら影響します。
　そのため、開水路の場合は水流の表面中央よりやや中よりの部分が最も早く、満流の円形管の場合は管の中心が最も早くなります。
　従って、質問にあるような方法だと、その泡の位置により流速が変化しますから、必ずしも正確な平均流速は計測できないでしょう。
　ただ、流速を変化させないようにして数回計測すれば、その平均を取ることでいわゆる平均流速に近い値は求められるかも知れません。

補足

回答どうもありがとうございます。
自分も遠心力とかの関係で外側が一番早く内側が一番遅いと思ったのですが今回は境界層が薄い場合なんです（すみませんこれ書かないで・・・）この場合だと内側が一番早くなるようなんですがそれはどうでしょうか？？

回答No.2

char2nd

＞自分も遠心力とかの関係で外側が一番早く内側が一番遅いと思ったのですが今回は境界層が薄い場合なんです（すみませんこれ書かないで・・・）この場合だと内側が一番早くなるようなんですがそれはどうでしょうか？？

　管体の内面に接する部分（つまり外側）は、管体との摩擦抵抗が発生するため、流速は遅くなります。
　逆に管体内面から最も遠い中心部（つまり内側）は、摩擦抵抗の影響が最も少ないため、流速が最大となります。
・・・ということを＃１でいいたかったのですが、うまく伝わらなかったみたいですね。
　遠心力が、というのは管の軸方向を中心として渦が発生する場合かと思いますが、それは局部的なもの（管が屈曲していたり、水槽などの大きな容器から管渠へ流入する箇所など）であり、直線的に配管された管の場合は無視して良いでしょう。

　管渠や水路等の内面の抵抗を数値的に表したのが、マニングの粗度係数です。河川などで材質や処理の仕方の関係から、同一断面で粗度係数の違う部分がある場合は、加重平均により粗度係数を算定して平均流速を求めることになっています。

お礼

詳しい説明ありがとうございますた＾＾