この記事は再投稿中ですので【気体分子運動】のリストの中から修正加筆した 最新の【静圧と動圧】を選択してお読み下さい。 (一覧に無い場合は右上の[次のページ] でページを切り替えてみてください。) |
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静圧と動圧・・・・これも説明の難しい概念の一つですが、 水エアコン開発上、避けては通れない分子の動きなのです。 |
分子運動の基本原理は方向と速度だけです。 |
人間は、便宜的に「圧力」「体積」「温度」「密度」「エネルギー」「エントロピー」「理想気体」などいろいろな尺度を考え出しましたが、各粒子の持っている相対的な速度によって説明することが出来ます。
ただ角砂糖一個の体積に10の19乗個もある分子の動きを一個一個考えるわけにはゆかないだけの話です。
その単純さが組み合わさってゆくだけで、とんでもない複雑な動きをするようになります。ちょうど、
0と1の組み合わせで、パソコンがあらゆることを可能にしてゆくのと似ています。 |
(そのコンピューターの進化は法則や概念に頼らずに全てを解析できるかも知れません) |
この「静圧と動圧」の関係もまさに 「方向と速度」の単純な組み合わせだけなのです!! |
静圧と動圧の関係を表すのに、下の図のように2つの箱を管でつなぎ、中に 一種類の気体を入れて仮に一瞬二つの箱に圧力差ができたとします。 この場合、この図では圧力の高いほうから低い方へ気体分子が移動します。 |
この時の二つの箱の中の各分子の持つ平均速度を、 |
静圧 |
と呼び、中央の管内を通過してゆく分子の塊の速度を |
動圧 |
と呼びます。 |
上の図の二つの箱をつないでいるパイプを3DCGで拡大してみると、 |
に、なりますが、これは流れの概念的な表現としては十分でも、 「分子の動き」と見ると全部の分子が「一方向」に進んでいるのは 矛盾があり、より正確には下の図のような表現になります。 |
動圧を持って流れてくる状態は図の赤い円の中のように塊の中ではやはり 二つの箱の中と同じように「静圧」を持っています。 |
分子全部が向きを揃えて同じ方向に飛んでいる訳ではないのです! |
つまり、一方向に流れているようでも、 |
動圧内部の分子はてんでバラバラな方向に飛び回っている!! |
このことが、回転翼で気体に動圧を与える困難さの最大の理由なのです。 |
圧縮機用のインペラの設計では、 この静圧と動圧の概念を常に頭の中に入れておく必要があります。 |
この記事は以前に投稿した【水エアコン解説】の中の記事を、順次内容を修正、加筆 して「仕上げ」ながら再投稿しています。 前回分のこの記事には暖かい励ましやご意見のコメントを頂きありがとうございました。 |
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