渦と流速との関係

質問

素人な質問で恐縮ですが、流体関係について分かりませんので質問させて頂きます。
管の排気関係の流体解析(EFD)を行ったところ渦を何ヶ所ありましたが、渦を発生することによって流速を落ちるんですか？または、渦と引ける排気の強さの関係があるのでしょうか？解析上流跡線を少ないところは排気うまく引けない証拠ですか？
個人的には渦を発生すると→圧損を生じて排気の性能も落ちる。流速も落ちることによって流体をうまく排気できずに管の中にぐるぐる回るという感じだと思いますが。。。

何方かご存知ないでしょうか？ヒントになる答えも良いのでご回答お願い致します。

宜しくお願い致します。

回答No.2

noname#230359 · ベストアンサー

Ｑ１
渦を発生することによって、流速を落ちるんですか？
Ａ１
流体の理想の流れは層流です。
ですが、配管壁等の抵抗で、乱れが生じます。障害物でもそうです。
そして、流速が速くなると、流れに乱れが生じ、配管コーナーであれば
流体の慣性力等でも乱れが生じます。
これを乱流と言います。
乱流は、無駄な流れ（エネルギー）を使用しているので、流速は落ちます。
配管壁は固定で、流体は動いているので、配管壁近くは流速が落ち、中央
部分との速度差で、乱流（微小の渦）が生じ、流速が落ちます。
これが、圧力損失で、流速ダウンを圧力に換算して表現しています。
ベネルーイ定理は、圧力水頭・速度水頭・位置水頭でエネルギー換算する
ので、確認すると判り易いです。

Ｑ２
渦と引ける排気の強さの関係があるのでしょうか？
Ａ２
渦式流量計は、障害物を設置して、流速と渦のでき方と個数の関係を調査
して、検出し流速の判断をしています。排気強さ＝流速なので、YESです。

Ｑ３
解析上流跡線を少ないところは排気うまく引けない証拠ですか？
Ａ３
結局、乱流になる部分は、上手く引けません。
速度が速い＝圧力が低い、速度が遅い＝圧力が高い、となり
飛行機の主翼、鳥の翼の部分の揚力の原理に似ていて、引け難い部分です。

お礼

丁寧に説明させていただいて有難うございます。教科書で複雑な式などを使うから結局意味をあまり理解できませんでした。ベルヌーイ定理を参考し圧損の概念を少し理解できました。

回答No.1

noname#230359

単純にエネルギー保存の法則

はじめの流速の持つエネルギー　－　渦を発生させたエネルギー　＝　最終流速の持つエネルギー

しかも渦は　流速に逆らう方向にも流れるので
よけいに流速の持つエネルギーを奪います

お礼

回答有難うございます。流体のエネルギー保存則をもう一度復習します。