Ｐａｇｅ 465 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 建築設備フォーラムへ ┃ 会議室に戻る ┃ ＩＮＤＥＸ ┃ ≪前へ │ 次へ≫ ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ ▼水圧と水量 たー 04/2/23(月) 19:46 ┣Re:水圧と水量 punpun 04/2/23(月) 20:37 ┃ ┗Re:水圧と水量 たー 04/2/23(月) 22:33 ┣Re:水圧と水量 stein 04/2/23(月) 22:10 ┃ ┗Re:水圧と水量 たー 04/2/23(月) 22:32 ┣Re:水圧と水量 なかしん 04/2/23(月) 22:35 ┃ ┣Re:水圧と水量 たー 04/2/23(月) 23:19 ┃ ┣Re:水圧と水量 stein 04/2/24(火) 1:20 ┃ ┗Re:水圧と水量 りょうすけ 04/2/25(水) 16:02 ┃ ┣Re:水圧と水量 なかしん 04/2/25(水) 21:05 ┃ ┃ ┗Re:水圧と水量 りょうすけ 04/2/27(金) 11:48 ┃ ┃ ┣Re:水圧と水量 なかしん 04/2/27(金) 13:29 ┃ ┃ ┗Re:水圧と水量（別分野から面白いリンク） なかしん 04/2/27(金) 20:30 ┃ ┃ ┗Re:水圧と水量（別分野から面白いリンク） りょうすけ 04/2/28(土) 11:00 ┃ ┗Re:水圧と水量 stein 04/2/25(水) 22:06 ┃ ┗Re:水圧と水量 りょうすけ 04/2/27(金) 12:02 ┃ ┗Re:水圧と水量 stein 04/2/27(金) 19:51 ┃ ┗Re:水圧と水量・・・先のレスの追記 stein 04/2/27(金) 22:39 ┃ ┗Re:水圧と水量・・・先のレスの追記 りょうすけ 04/2/28(土) 10:49 ┣Re:水圧と水量 thor 04/2/25(水) 20:44 ┃ ┗Re:水圧と水量 thor 04/2/26(木) 8:48 ┣Re:単位から考えると 銀河 04/2/26(木) 21:52 ┃ ┗Re:単位から考えると なにわ 04/2/27(金) 12:06 ┃ ┣Re:最初からこの説明で 銀河 04/2/27(金) 13:31 ┃ ┗Re:単位から考えると thor@ユーリカ！！ 04/2/28(土) 9:05 ┃ ┗Re:単位から考えると なにわ 04/3/1(月) 10:10 ┃ ┣Re:単位から考えると thor 04/3/1(月) 11:13 ┃ ┃ ┗Re:単位から考えると たー 04/3/1(月) 15:35 ┃ ┗Re:単位から考えると たー 04/3/1(月) 15:34 ┃ ┗Re:単位から考えると masa 04/3/1(月) 23:58 ┣Re:水圧と水量 stein 04/2/27(金) 8:59 ┗Re:現場サイドから・・・ テノリオ 04/2/27(金) 17:22 ─────────────────────────────────────── ■題名 ： 水圧と水量 ■名前 ： たー ■日付 ： 04/2/23(月) 19:46 -------------------------------------------------------------------------
| はじめて投稿します。 大変お恥ずかしいお話なのですが、水圧と水量は、正比例の関係にあると思いますか？ とある現場で圧は0.4～0.6Npaあるのですが、体感する量が、どうも物足りません。 判る方教えてください。 |
| ポンプの性能曲線を見てみれば そこに答えがあるかも知れません・・・。よ！ |
| >ポンプの性能曲線を見てみれば >そこに答えがあるかも知れません・・・。よ！ 明日会社で確認をしてみます。ありがとうございます。 |
| 自然現象は、人間のように恣意的には発現しません。 その現象が起こるには、必ず理由（原因や条件）があるはずです。 技術者魂を奮い起こし、流体力学の本を持って、現場をよく観察しましょう。 水量（単位時間に流れる水量）測定は、 例えば蛇口であれば、バケツとストップウォッチがあれば簡単にできます。 その他の場合は、 配管の状態や、どこの圧力、水量なのか、もっと細かな説明が必要です。 |
| >その現象が起こるには、必ず理由（原因や条件）があるはずです。 >技術者魂を奮い起こし、流体力学の本を持って、現場をよく観察しましょう。 おっしゃるとおりですね（＾＾； >配管の状態や、どこの圧力、水量なのか、もっと細かな説明が必要です。 配水管ではなく送水管からの取り出し（役場との話し合いの結果）ですので 圧は不安定と伺っています。１００Ａから５０で取り出して仮設用に２５に 落として２箇所に水栓を設置しています。 もちろん水栓を未使用状態で２４時間の測定です。 いまさらながら５０で取り出したのは、当初計画だったのですが、今後の計画では、３０で配水する予定です。 |
| 体感という意味で、蛇口にホースを付け水をまく経験があると思います。 指でホースの先を小さくすると勢い良く出ますが、放すと勢いがなくな ります。 さて、このとき水量は変わっていますでしょうか？ また、元の蛇口の水圧が変わってのでしょうか？ このとき変化したのは、指先で調整したホース先の断面積です。 その変化により、水速が変わったことによる体感ではないでしょうか。 水の持っているエネルギ－は変わっていません。 開口が大きい場合は、流速が小さい。開口が小さい場合は流速が早い。 圧力と水量が正比例とお考えですが、圧力が高いと水量も多くなるのでは なく、水の持っているエネルギーが大きくなると考えることです。 水量はあくまでも、速度と口径で変化します。 （摩擦損失ない完全流体として説明していますが・・・・） 難しい理論を使わずに説明しましたがいかがでしょうか？ もし、理論的なものが必要であれば文章中でも使われていた 「Pa」パスカルの原理、ベルヌーイの定理、連続の式 がキーワードです。 |
| なかしんさんありがとうございます。 判りやすい説明ありがとうございます。根本的に比較しているものが違うようですね（＾＾； 説明からすると私のもっとも気にしているのは、水速と言う事なのかなぁ 他のレスでも書きましたが、配水管でなく送水管１００から５０で取り出して仮設用に２５にして２箇所に水栓を設けています。その状態で１箇所から放水したら どうも物足りないと言う事で２４時間圧の測定をしたら0.6くらいあったので 発想としては、0.6もあるのに何でこんなしか出ないのか？と言う疑問に駆られた訳です。 |
| >体感という意味で、蛇口にホースを付け水をまく経験があると思います。 >指でホースの先を小さくすると勢い良く出ますが、放すと勢いがなくな >ります。 >さて、このとき水量は変わっていますでしょうか？ >（摩擦損失ない完全流体として説明していますが・・・・） ホースを絞る散水問題は、配管の摩擦損失を考えないと正しい答えが出ません。 今、水道の太い主配管（圧力が変わらない配管）に直接蛇口が付いていると仮定します。ホースの先を絞った場合とそのままの場合でどう違うでしょう。 ここで、 （配管の両端圧力差）＝（配管損失係数）ｘ（流量）ｘ（流量） のダルシーの関係式を用います。ホースが配管です。 配管の両端圧力差は、水道元圧と大気圧の差です。仮定により、ホースを絞っても 両端圧力差は変化しません。 ホースの先を絞ると配管損失係数が増しますから、上の関係式によって、ホースの流量つまり散水流量は減少します。第１の結果です。 次に、ホースから噴出する水の流速ですが、これは流量をホース絞り断面積で割った値になります。一般に絞り断面積の変化が、流量の変化よりも大きいですから、絞るにつれて噴出流速は速くなります。これが第２の結果です。流速が速くなるので遠くまで水が飛ぶようになります。 最後にホースの絞り直前部の圧力についてです。ホースを絞り部分とその他の部分に分けます。その他の部分は配管損失係数が変わらず流量だけが減っていますから、その両端圧力差は絞る以前よりも小さくなります。その他の部分の出口側、つまり、絞り直前部は元圧に近づきます。圧力が上がるということです。極端に絞るとこの圧力は元圧に等しくなります。これもよく実感する事実です。これが第３の結果です。 以前、社内教育で喋ったことのある問題です。教育的な良い問題ですよね。 |
| >水量はあくまでも、速度と口径で変化します。 途中から入ってすいません。口径は管を太くすれば解決します。では流速はどのようにすれば大きくできるのですか？よろしければ教えてくれませんか？お願いいたします。（初心者なのでぜんぜん的外れな質問でないことを祈りながら・・・） |
| >途中から入ってすいません。口径は管を太くすれば解決します。では流速はどのようにすれば大きくできるのですか？よろしければ教えてくれませんか？ 体感という意味で摩擦損出を考えないで説明いたしましたが、単純な速度を速く するにはという疑問にたいしては、steinさんがご指摘の通り、摩擦損出を考えな いといけないのです。ご存知かと思いますが、260年くらい前にスイス人がおり 「流体の力と運動に関するノート」で速度水頭、位置水頭、圧力水頭の和は一定 と発表しました。しかし流体が流れれば、摩擦が生じエネルギーの損出がありま す。そこでフランス人とドイツ人の２人によって摩擦損出の式ができました。 150年前 l V^2 h=f-- --- ダルシー・ワイズバッハの式 R 2g ここで注目すべきは速度の２乗で摩擦損出が大きくなるということです。 さて序文はここまでにし本題に入ります。条件設定を固定しないとラビリンスに 入りこみます。 水・温度・口径・管材は変わらないとした場合 ここで速度を速い方向に変化させるということは、速度の２乗で摩擦損出が増え るので、それに見合う位置水頭を上げることになります。 こような説明でいかがでしょうか。 実際の摩擦損出は、ウエストンやヘーゼン・ウイリアムスの式が使われて います。 また、この会議室で出ました「レイノズル数」の発見も水道の配水の流量が増加 すると、流速が損出水頭と比例しなくなり、給水量が予想を下回る原因を調べた ことにより発見したそうです。120年前 前回書いたキーワードの式と共にひも解いたいかがでしょうか？ 基礎を固めることも重要だと思います。（どの程度の初心者なのでしょうか？） |
| お忙しい中早速のご回答ありがとうございます。 >ここで速度を速い方向に変化させるということは、速度の２乗で摩擦損出が増え >るので、それに見合う位置水頭を上げることになります。 上記で説明されている位置水頭とは具体的に何ですか？ >基礎を固めることも重要だと思います。（どの程度の初心者なのでしょうか？） 上記の質問には具体的に答えたいのですが・・ここで公開するのも恥ずかしいほどのキャリアと資格なので黙っててもよろしいでしょうか？ごめんなさい。 |
| >>基礎を固めることも重要だと思います。（どの程度の初心者なのでしょうか？） >上記の質問には具体的に答えたいのですが・・ここで公開するのも恥ずかしいほ>どのキャリアと資格なので黙っててもよろしいでしょうか？ごめんなさい。 ごめんなさいね。キャリア等を教えてということではなかったのですが・・・ 設備の設計などをしていると、設備の知識（理論等）がない方々（建築・施主等）から「どうして？」と質問を受けるこがあります。 理論を自分なりに消化し、噛み砕いて説明しております。 その時は、外人の名前が付いた式や理論を言っても、始めから拒絶反応を示して しまいます。あとは理解できません～！！というような。 ここで「どの程度の初心者？」と書いたのは、設備用語等を理解していらっしゃい ますか？。配管サイズを自分で計算し決めていますか？という程度のものだったの ですが・・・・・・・・ さて、これは文章で説明するよりは図を見ることが一番理解できると思います。 どのようなテキスト、書籍が手元にございますが？ ページを指示できると思いますので、お知らせください。 学生から社会人になると「教育される」から「勉強する」に変わる意識が必要と なりますよね。後輩も入ってくるでしょう。そのとき自分の言葉で教えてくださ いね。やはり、自分で食べ、消化し、血や肉になり成長していきます。 質問されているのは、「木」でいう幹にあたります。そこから「枝」が出て「葉」 や「実」ができています。私たちは、その「実」を食べているにすぎません。 「実」を食べるには「木」の存在を忘れてはいけませんよね。 この「木」は色々な「実」を付けています。 |
| ネットでも探せるのですね。 面白い説明がありましたので参照してみたらどうでしょうか？ www.sanwaprn.co.jp/taruta/paperplane/Bernoulli-1.html www002.upp.so-net.ne.jp/a-cubed/bernoulli/bernoulli.html 無断リンクですので、http:// は消しています。 （設備業界のものは、そのまましてしています） 興味のある方は、コピペしてみてください。これで解決するかな？ ある程度理論武装をした方を対象に・・・・ |
| またまた早速のご回答ありがとうございました。 >ネットでも探せるのですね。 >面白い説明がありましたので参照してみたらどうでしょうか？ 上記のページ目を通しました。今までより少し理解度が高まった気がします。色々本は持っているのですがどの本も例題が少なく文字式だけで終わってるものが多く（・具体的な例がすくない ・パソコンなどの書物とは違い平易な言葉で書いていないなど）文系の私には勉強しあぐねてる状態が続いています。自分なりにもっとその内容を理解することに努力していこうと考えていますが・・・。あまり皆様に迷惑ばかりもかけていられないのでもう少し自分で努力（今までにある本をもう一度読むなど）してそれでもわからないなら皆さんのアドバイスに頼りたいと考えております。本当にお忙しい中、色々ありがとうございました。 |
| >>水量はあくまでも、速度と口径で変化します。 >途中から入ってすいません。口径は管を太くすれば解決します。では流速はどのようにすれば大きくできるのですか？ なかしんさんが紹介されたダルシー・ワイスバッハの実験式がすべてを語っているのですが、具体的に流速増加策を挙げましょう １．配管両端の圧力差を大きくする。 ２．内面塩ビコーティング管やステンレス管など内面の滑らかな管に変える ３．流体に抵抗低減剤（界面活性剤の一種）を混ぜる ４．管径を大きくする ５．管長さを短くする ６．管の曲がり、断面拡大・収縮、バルブなど抵抗になるものを減らす。 等があります。 りょうすけさんは、資格取得のため水理計算を勉強されたと以前の投稿で書かれていますね。復習を兼ねてもう一度その時の教科書を読み直し、この問題を納得いくまで考えられたらどうでしょうか。 |
| 早速のご回答ありがとうございます。では同じ元水圧での条件下で流量を増加させるにはどのようにすればいいのですか？ １．管の口径を大きくする ２．管の内面が平滑な管材を使用する。 ３．管の曲がりや抵抗を少なくする。 でいいのでしょうか？それと口径と流速を増加させて流量を増やすことはある条件では相反するような気がします。（間違っていればゴメンナサイ。） >１．配管両端の圧力差を大きくする。（流速は上がるが流量は減る） >りょうすけさんは、資格取得のため水理計算を勉強されたと以前の投稿で書かれていますね。復習を兼ねてもう一度その時の教科書を読み直し、この問題を納得いくまで考えられたらどうでしょうか。 上記のアドバイスに対して この機会になんとか頑張って勉強しなおしたいと思います。またアドバイスお願いします。ありがとうございました。 |
| >早速のご回答ありがとうございます。では同じ元水圧での条件下で流量を増加させるにはどのようにすればいいのですか？ >１．管の口径を大きくする >２．管の内面が平滑な管材を使用する。 >３．管の曲がりや抵抗を少なくする。 >でいいのでしょうか？それと口径と流速を増加させて流量を増やすことはある条件では相反するような気がします。（間違っていればゴメンナサイ。） > 箇条書き項目ははOKです。 最後の疑問はこういうことでしょう。 或る主配管があります。そこに枝管を付けて水を取り出す場面を考えます。 枝管を太くしていくと流量は増えていきますが、ある管径を超えると流量は増えにくくなるような気がするということでしょう。 これは、実際に起きる現象です。理由は、枝管が太くなり出る流量が増え過ぎると、主配管の圧力（元圧）が下がりはじめるからです。つまり、主配管といえども配管の一種であり、圧力差で水を運びます。小流量では圧力差は微々たるものですが、大流量では圧力差を大きくしないと流れることができません。つまり枝管取り出し部の圧力が下がってしまうわけです。前のレスで主管を十分太い主管と仮定しましたが、この条件を勘案して話をしています。 これは別の言葉で表現すれば、主配管の供給能力以上に枝管から流量を取り出すと主配管圧力は下がってしまうということです。水道などの主配管は大きな圧力低下を嫌いますから太くなっております。 このテーマでたくさんレスを書かせてもらいました。後は自分の頭で考えてくださいね。頼みます。 |
| >或る主配管があります。そこに枝管を付けて水を取り出す場面を考えます。 >枝管を太くしていくと流量は増えていきますが、ある管径を超えると流量は増えにくくなるような気がするということでしょう。 >これは、実際に起きる現象です。理由は、枝管が太くなり出る流量が増え過ぎると、主配管の圧力（元圧）が下がりはじめるからです。つまり、主配管といえども配管の一種であり、圧力差で水を運びます。小流量では圧力差は微々たるものですが、大流量では圧力差を大きくしないと流れることができません。つまり枝管取り出し部の圧力が下がってしまうわけです。 従って、枝管径を大きくし過ぎると流量は増えますが、流速は減少していきます。 これが貴方の「ような気がする」現象でしょうか？。 枝管径を更に大きくすると、最後は主管径と同じになり、流量も主管の供給流量で飽和状態になります。 この部分を書き忘れていました。追加します。 |
| またまた早速のご回答ありがとうございます。 >従って、枝管径を大きくし過ぎると流量は増えますが、流速は減少していきます。 >これが貴方の「ような気がする」現象でしょうか？。 まさにその通りです。そこが疑問でした。 >枝管径を更に大きくすると、最後は主管径と同じになり、流量も主管の供給流量で飽和状態になります。 > >この部分を書き忘れていました。追加します。 みなさんに色々アドバイスしていただいて何となくイメージはわかってきました。 このイメージを元にして自分なりに本を読んでより理解度を深めたいと思います。忙しい中ありがとうございました。 |
| 水は非圧縮性流体の為、水圧と水量に比例関係はない。 で合ってますか？今までそう思って深く考えなかったのですが。 今ふと思い付いたのですが、水圧試験と気密試験で気密試験は水圧試験の１／３の圧力で良いの根拠ですが、圧縮率の比ではないでしょうか。 要するに体積 Ｖ の配管中に体積 Ｘ の試験体（空気ｏｒ水）を封入するのに必要な圧力 Ｐａ（空気）、Ｐｗ（水）とした時、 ３Ｐａ＝Ｐｗ なんてのはどうでしょう？ 話の腰を折っちゃったかな～ |
| 一晩寝て冷静になってみると駄法螺だこりゃ。 |
| >大変お恥ずかしいお話なのですが、水圧と水量は、正比例の関係にあると思いますか？ 単位から考えるとどうでしょうか？（簡単にするため単位系が大雑把ですが） 水圧とは 単位面積あたりの重さですので、W = ＊＊Kg/㎡です。 水量は単位時間あたりの重さですので W = ＊＊Kg/秒 です。 これを比例定数を K として等式にできれば 比例関係にある と いえますが 両辺の単位が違うので結べませんよね。 左辺はKg/㎡ 右辺は Kｇ/秒 では 面積と時間が同じになってしまうので そもそも比較できないのでは？ 結ぶためには 面積と時間が 単位に入っている 物理量を仲立ちにする必要があります。（流速や断面積など） これって合ってます？ 自信ないけど 誰か教えてください。 |
| 単位から考える・・・分りやすいかもしれませんね 管内摩擦損失・入り口損失・出口損失・管内乱流etcはとりあえず忘れて Q：流量 A：配管断面 v:管内流速 P：水圧＝H：水頭圧 以上は以下？の関係式があります Q＝Aｘｖ 流量は流速に比例する H＝ｖ^2/2ｇ → ｖ＝√2gH → ｖ＝4.43√H 流速は水圧に比例しません ∴流量は水圧に比例しません 安直すぎます？ |
| >管内摩擦損失・入り口損失・出口損失・管内乱流etcはとりあえず忘れて > >Q：流量 >A：配管断面 >v:管内流速 >P：水圧＝H：水頭圧 > >以上は以下？の関係式があります > >Q＝Aｘｖ 流量は流速に比例する > >H＝ｖ^2/2ｇ → ｖ＝√2gH → ｖ＝4.43√H 流速は水圧に比例しません > >∴流量は水圧に比例しません > >安直すぎます？ 銀河です、回答ありがとうございます。安直でよいと思います。 思いっきり判ります。細かいことはどうでもよくて、 比例していないことが、直感的にわかればOKです。 最初の質問は 比例するか？ との質問だったと思います。 実用面の話でしょうが、物理法則で、比例しないことが 説明できれば、実用面でも比例しないことは当然ですので、 この式で十分説明できていると思います。 この式が何を説明しているのかわからないと、先に進めないですが。 |
| 水圧をどのように測定するのかハッキリしないと勘違いしますよ。 カランの手前に水圧計を設置したとして考えると。 カランを閉じた時 水圧：ｐ１ 流速：ｖ１＝０ カランを開いた時 水圧：ｐ２ 流速：ｖ２ どちも 高さ：ｈ＝０、水の密度：ρ としてベルヌーイの定理より v2^2+p2/ρ＝p1/ρ v2=√2((p1-p2)/ρ) トルチェリの定理を出すと最初にあった０．６ＭＰａを代入してしまいそうですよ。 というか計算しかけて混乱しました。（恥） ですが公共水道で０．６ＭＰａってすごく水圧が高いような？ |
| 密閉管路内の任意の位置での水圧＝全圧（静水圧+動水圧）より流量を求める説明をしたつもりではなかったのですが・・・ 当初のご質問である「たー」さんの“水圧と水量は、正比例の関係にあると思いますか？” に対して 分りやすい例かなと思いました ところで「たー」の現場での“感覚的に量が少ない”ということですが 計測された水圧→0.6Mpa？は密閉管路内の水栓類が全て閉じた状態（静水圧）ということのようですので 開栓時に発生する管内摩擦損失・その他の抵抗が異常に大きいようですね 現場でのトラブルでよくあります“エアーロック”はどうでしょうか 仮設配管とのことですので あちこちで鳥居配管などないでしょうか？ 少し気になります |
| なにわさんの例の方が分かりやすいと思いましたが、最初に計測された０．６ＭＰａをトルチェリの定理に代入する人（私もです）が居そうなので違う式を出してみました。 >開栓時に発生する管内摩擦損失・その他の抵抗が異常に大きいようですね >現場でのトラブルでよくあります“エアーロック”はどうでしょうか 仮設配管とのことですので あちこちで鳥居配管などないでしょうか？ 少し気になります 案外水栓に何か詰まっているだけかも？ |
| >案外水栓に何か詰まっているだけかも？ 案外ありえるかも知れないので再調査してみます |
| いろいろとありがとうございます >現場でのトラブルでよくあります“エアーロック”はどうでしょうか 仮設配管とのことですので あちこちで鳥居配管などないでしょうか？ 少し気になります 鳥居配管では無いですね。本管から分岐して5ｍくらいに仮設の水栓ですから・・・ |
| 某所の例ですが、水道本管がさびこぶだらけ（相対粗度過大）で、静水圧が0.2Mpa以上なのに、動水時の水圧が0.1MPa以下という事がありました。（受水槽への引き込み管径が75mmなのに、ピーク時水量不足で受水槽が渇水しました） 設計上は75mm引き込みで、300L/minの引き込み流量を期待していたのですが。 |
| この問題はこれまで出たレスで解決したと思っていたのですが、レスが続くようなので僭越ですがまた書かせてもらいます。 流体の管路内定常流れ現象は、気体にしろ液体にしろ １．質量保存則 ２．エネルギー保存則（ベルヌーイの定理） ３．配管損失実験式（ダルシー・ワイスバッハ式他多数あり） ４．流体の物性 を適切に適用・勘案すれば、理解することができます。 具体的には、 配管フロー図に圧力、流量、位置高さ及び管仕様などを書き込んで考えれば、答えを出し易いように思います。 先にレスした「ホースの先を絞る散水問題」は、自分でも簡単に実験できる良い例題だと思います。 抽象的に考えると問題は益々分からなくなってきますし、現実的ではありません。 日ごろ目にする流れ現象を、どうして？という目で観察しその都度先の法則に照らして解釈していけば、知らぬ間に配管流れの専門家になっているはずです。 |
| たーさんこんにちわ 久しぶりにきましたので終わった頃にスイマセン 理論的なことは諸先輩方のレスの通りだと思います 体感的に水量が少ないと感じられているのであれば 何かの配管途中の詰まりを検討してみてください 圧があっても大きな抵抗が途中にあると流速がでませんので水量不足となります 老婆心までに・・・ |
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