比重量と水頭
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2021/08/08 08:39 UTC 版)
流体力学や水理学において、水などの流体の持つ単位体積当たりのエネルギーを比重量で割った値を水頭（Hydraulic head） またはヘッドという。一様な重力のもとでの非粘性・非圧縮流体の定常な流れにおいて、流線上での単位体積当たりの流体のエネルギーは、 1 2 ρ v 2 + p + ρ g z {\displaystyle {\frac {1}{2}}\rho v^{2}+p+\rho gz} ＝一定 （ベルヌーイの定理） で表されるから、これを比重量 ρ g {\displaystyle \rho g} で割ると、 v 2 2 g + p ρ g + z {\displaystyle {\frac {v^{2}}{2g}}+{\frac {p}{\rho g}}+z} ＝一定 （ベルヌーイの定理の水頭による表現） が得られる。 第1項を速度水頭： h = v 2 2 g {\displaystyle h={\frac {v^{2}}{2g}}} （ v {\displaystyle v} は流体の平均速さ） 第2項を圧力水頭： h = p γ = p ρ g {\displaystyle h={\frac {p}{\gamma }}={\frac {p}{\rho g}}} （ p {\displaystyle p} は流体の圧力） 第3項を位置水頭： h = z {\displaystyle h=z} （ z {\displaystyle z} は流体の高さ） という。
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