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動水勾配とは?1分でわかる意味、求め方、単位、エネルギー勾配との違い

動水勾配(どうすいこうばい)とは、ピエゾ水頭の差を2点間の距離で割ったものです。似た用語にエネルギー勾配あります。エネルギー勾配は、全水頭を結んだ線の勾配です。動水勾配はピエゾ水頭の差に比例するため「圧力水頭、位置水頭のみ」が関係します。今回は動水勾配の意味、求め方、単位、エネルギー勾配との違いについて説明します。ピエゾ水頭、エネルギー勾配の詳細は下記が参考になります。

ピエゾ水頭とは?1分でわかる意味、公式と求め方、単位、全水頭との違い

エネルギー勾配とは?1分でわかる意味、求め方、単位、動水勾配との違い

動水勾配とは?

動水勾配とは、ピエゾ水頭の差を2点間の距離で割ったものです。ピエゾ水頭は「位置水頭+圧力水頭」の値です。下図に示すように管にマノメーターを取り付けると、圧力水頭の分マノメーター内の水位は上昇します。


マノメーターの水頭=ピエゾ水頭です。よってマノメーターの水頭を結んだ線の勾配が、動水勾配とも言えます。


図 動水勾配とピエゾ水頭


ピエゾ水頭の詳細は下記をご覧ください。

ピエゾ水頭とは?1分でわかる意味、公式と求め方、単位、全水頭との違い

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動水勾配の求め方

動水勾配の求め方を下記に示します。


動水勾配の求め方1


なおピエゾ水頭は下式で求めます。


動水勾配の求め方2


pは水圧、ρは水の密度、zは位置水頭です。圧力水頭の意味は下記も参考になります。

圧力水頭とは?1分でわかる意味、公式と求め方、計算、圧力エネルギーとベルヌーイの定理

動水勾配の単位

動水勾配の単位は無いため、無次元数の値です。無次元数の詳細は下記が参考になります。

無次元数とは?1分でわかる意味、単位、種類、無次元量との違い

動水勾配とエネルギー勾配の違い

動水勾配とエネルギー勾配の違いを下記に示します。


動水勾配 ⇒ ピエゾ水頭の差を2点間の距離で割ったもの

エネルギー勾配 ⇒ 損失水頭(全水頭の差)を2点間の距離で割ったもの


エネルギー勾配の詳細は下記が参考になります。

エネルギー勾配とは?1分でわかる意味、求め方、単位、動水勾配との違い


エネルギー勾配は全水頭の差を2点間の距離で割るため、速度水頭が影響します。仮に速度水頭が0に近づくと、エネルギー勾配は動水勾配と同じ値になります。

まとめ

今回は動水勾配について説明しました。意味が理解頂けたと思います。動水勾配は、ピエゾ水頭の差を2点間の距離で除したものです。似た用語のエネルギー勾配との違いを理解しましょう。また、ピエゾ水頭や全水頭などの計算方法、意味を勉強しましょうね。下記が参考になります。

エネルギー勾配とは?1分でわかる意味、求め方、単位、動水勾配との違い

ピエゾ水頭とは?1分でわかる意味、公式と求め方、単位、全水頭との違い

全水頭とは?1分でわかる意味、求め方、単位、ピエゾ水頭、圧力水頭との関係

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