遠心ポンプの原理とは?圧力の増大の理由を解説

このQ&Aのポイント
  • 遠心ポンプの原理について、密閉容器の強制回転運動の等圧線は開放容器と同様であり、回転軸付近の圧力は小さく、回転軸からの距離の2乗に比例して増大する。
  • 遠心ポンプは、回転軸付近の圧力が小さくなる特徴があります。これは、回転軸から離れるほど流速が低下するためであり、ベルヌーイの定理によって圧力が最小となることが説明できます。
  • 遠心ポンプの原理により、回転軸からの距離が大きくなるほど圧力が増大する現象が起こります。これは、回転軸付近の流速が最大であり、ベルヌーイの定理によって圧力が最小となるためです。
回答を見る
  • 締切済み

遠心ポンプの原理について

ある文献に次のような記載がありました。 原理は「減速流の効果のみならず、強制回転運動に基づいている。即ち、密閉容器の 強制回転運動の等圧線は、開放容器の強制回転運動のそれと同様になるので、 回転軸付近の圧力は小さく、回転軸からの距離の2乗に比例して増大する。」と記載がありました。 そこで、後半部分の記述について伺いますが、圧力は回転軸からの距離の2乗に比例して増大するのは、どのような理由からでしょうか?   (圧力)∝(回転軸からの距離)の2乗 となる式を紹介下さい。 ※ 回転軸付近の圧力が小さい理由は、次のように認識しています。   動力伝達軸である回転軸付近に接している流体の流速が、容器(ケーシング)の中では  最大となり、回転軸から離れれば離れる程、流速が低下していく。   よって、(流体の流速)は容器の中心部に位置する回転軸付近が最大なので、  「ベルヌーイの定理」より  (流体の運動エネルギーが最大)⇒(流体の圧力エネルギ-が最小)となるストーリ。 以上  宜しく願います。

  • denta
  • お礼率88% (23/26)

みんなの回答

  • lumiheart
  • ベストアンサー率47% (1097/2289)
回答No.1
denta
質問者

お礼

有難うございます。 遠心力の公式はご指摘のとおりですが、今回質問した(流体の圧力)と この(遠心力)とはいったいどのような関係があるのでしょうか? そこを知りたくズバリ解説いただければ、助かります。

関連するQ&A

  • 圧力損失と流速との関係について

    圧力損失と流速との関係について教えてください。 流体に関しては素人なのですが、ベルヌーイの法則は知っています。 ベルヌーイの法則は、圧力が高くなれば速度は小さくなる。また圧力が低くなれば速度は大きくなる。こんな理解でよろしいでしょうか? ベルヌーイの理解が正しいとして、 (1) 圧損が生じた場合、入口側に比べて出口側の圧力が低下するということなので、流速は上昇すると考えて問題ないでしょうか? (2) 上記が正しいとした場合、なぜそうなるのかわかりません。圧力損失とはエネルギーの損失ですよね?力学で考えればエネルギー(運動エネルギー)は速度の二乗に比例するわけで・・・、もちろんエネルギーは運動エネルギーだけではないでしょうが・・・。理論的に教えていただけないでしょうか?

  • 層流の問題

    層流の問題 間違っている記述を選べ。 1、流量は圧力差と円管直径の4乗に比例して増加する。 2、最大流速は平均流速の2倍である。 3、管摩擦係数は管内の粗さに依存する。 4、損失ヘッドは流速に比例して増加する。 5、圧力差と流量を測定することで流体の粘性係数を求めることができる。 という問題が分からないのですが、どなたか教えてください。

  • 送風機のトルクや圧力が速度の2乗に比例する理由

    電験3種機械の問題で送風機のトルクや圧力が速度の2乗に比例する理由がわかりません。なぜそうなるのですか? 解説をみると、運動エネルギーが速度の2乗だからとなっています。運動エネルギーが速度の2乗になる事は知ってます。なぜトルクや圧力が運動エネルギーの公式と等価なのかわかりません。

  • ポンプの性能

    吐出圧力=楊程として話をいたします。 一般的なポンプの流量、圧力、回転数の関係はQ∝N、P∝N^2ですよね。ここでP∝N^2のNにQ∝NのQを代入するとP∝Q^2になると思います。圧力=楊程ならばQの二乗に比例するはずですが、ポンプの性能曲線では楊程と流量は反比例の関係にあります。なぜでしょうか?

  • 分岐配管の流速(化学工学)

    25A管に流れる流体が途中で 管径の大きい配管とそれより小さい配管(仮に10mmと5mmとします) に分岐し大気解放される場合について(水平管) 分岐したそれぞれの配管から出てくる流体の速度は 同じになりますか。 (1)分岐したそれぞれの配管の圧力エネルギーは同じになるため、 (2)ベルヌーイの定理より各配管を流れる流体の運動エネルギーは同じになる (3)よって各配管に流れる流体の流速は同じになる この考え方はあっていますか。 化学工学のことをあまり詳しくないので自信がなく投稿させてもらいました。 この話を上司にすると(同じく化学工学を詳しくない方) 「極端な話小さい方の配管が極細だった場合、流体はながれてこないのでは ないか。流速が同じになるとすると管径の小さい配管の圧力はもの凄い圧力になる」 上司は、 「管径の小さい配管から流れてくる流体の流速は大きい配管より小さくなる」 という考えです。 上司の話も納得できるのですが、どうも感覚的に納得できなくて… 科学的に説明した場合どちらが正しいのでしょうか。 またこれらは条件によって解が異なるのでしょうか (乱流or層流、粘性の違いなど) よろしくお願いします。

  • 圧力損失の考え方がわかりません

    初期ヘッド(供給圧力ΔH)が一定で流体が水で配管を流れるとき、 流体温度上昇により流体の動粘度が低下すると、配管内の圧力損失が低下し流速は大きくなる。→摩擦抵抗が少なくなるから しかしながらファニングの式(ダルシーワイズバッハでもいいですが・・) ΔP=4f(L/D)(ρu^2/2)によると圧力損失が下がると流速uは低下するとでます。 考え方をいまひとつ理解することができません・・・ これはΔP=Δ速度水頭+Δ損失水頭+Δ位置水頭=一定 となりΔ損失水頭が減ってΔ位置水頭のエネルギーが 運動エネルギーに変換されやすくなるから という理解でよろしいのでしょうか? 知見をお持ちの方は、ぜひ教授していただきたく、 よろしくお願いいたします。

  • 運動エネルギーは速度の2乗に比例する

    運動エネルギーは速度の2乗に比例する 運動エネルギーは速度の2乗に比例するといいます。そこで、エネルギーが4倍になる例を挙げるので正しいか教えてください。 1、回転しているモーターの回転数を2倍にする。 2、動いているピストン式エンジンの回転数を2倍にする。 3、動いているピストン式圧縮機のピストンの往復速度を2倍にする。 問題は3でピストンの往復速度を2倍にしても仕事量は2倍にしかならないからエネルギーは4倍にはならないと言われました。もしそうならなぜそうなるのか説明をお願いします。

  • ポンプの回転数制御、いわゆるvvvfインバータ制御

    ポンプの回転数制御、いわゆるvvvfインバータ制御で疑問があります。ポンプの回転数を変化させることで、吐出量Q、揚程H、軸動力P、が変化するみたいですが、その比例関係が順に1乗、2乗、3乗に比例する様なのです。 なぜですか?どっから出てきたのかわかりません。電験でやったような覚えがありますが、、、知ってる方教えてください。

  • ターボチャージャ過給の原理

    遠心式ターボチャージャにおいて、コンプレッサより吸引された空気が圧縮される原理について教えて頂けないでしょうか。 高速回転するインペラによって、空気に速度エネルギーが与えられた後、どのように圧力エネルギーに変換されるのでしょうか。 ベルヌーイの定理にて説明できるかと思っていたのですが、本定理は非圧縮・非粘性の流体に対してのみ適用できるとのこと。 うまく説明がつかず、困っています。 どなたかご教授頂けないでしょうか。

  • 運動エネルギー・位置エネルギーと落下運動

    物体を静かに落とした時、地面を基準としたら、落とす直前の運動エネルギーは0,位置エネルギーは最大になり、物体が地面に着いた時、運動エネルギーは最大,位置エネルギーは0になると思います。 では、物体が地面に着いた後のエネルギーはどうなるのでしょうか? 運動エネルギーは速さの2乗に比例しているみたいなので、速さが0になると運動エネルギーも0になるはずです。 しかし、力学的エネルギー保存の法則から運動エネルギーが0になったら位置エネルギーは最大になると思うので、再び運動エネルギーは0,位置エネルギーは最大になるのでしょうか?