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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

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エネルギー勾配（えねるぎーこうばい）とは、損失水頭を２点間の距離で割った値です。


勾配なので単位の無い無次元数です。図で表すと全水頭を結んだ線の勾配です。似た用語に「動水勾配」があります。


動水勾配はピエゾ水頭の差を距離で割った値です。今回はエネルギー勾配の意味、求め方、単位、動水勾配との違いについて説明します。


損失水頭、動水勾配の詳細は下記が参考になります。

損失水頭とは？1分でわかる意味、単位、計算、エネルギー勾配

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

エネルギー勾配とは？

エネルギー勾配とは、損失水頭を２点間の距離で割った値です。


損失水頭は全水頭の差なので、「全水頭を結んだ線の勾配」ともいえます。損失水頭、全水頭の詳細は下記をご覧ください。

損失水頭とは？1分でわかる意味、単位、計算、エネルギー勾配

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


下図をみてください。エネルギー勾配を示しました。


図　エネルギー勾配


似た用語に動水勾配（どうすいこうばい）があります。上図のように、動水勾配とエネルギー勾配は少し違います。動水勾配の詳細は下記が参考になります。

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

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記事を書いた人

ハナダユキヒロ／建築学生が学ぶ「構造力学」

難解な構造力学、建築構造の用語を分かりやすく解説する専門家。高等専門学校在学中から建築学生が学ぶ「構造力学」を運営。その後、国立大学大学院⇒組織設計事務所⇒弊サイト運営に従事している。

著書：「わかる構造力学/工学社」、「わかる構造力学 改訂版/工学社」

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エネルギー勾配の求め方

エネルギー勾配Ieは下式で求めます。


エネルギー勾配の求め方　計算式1


hLが損失水頭、Lは２点間の距離です。なお動水勾配I（ピエゾ水頭の差を距離で割った勾配）を用いて表すこともできます。下式に示しました。


エネルギー勾配の求め方　計算式2


ｖは流速、ｇは重力加速度です。ピエゾ水頭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

エネルギー勾配の単位

エネルギー勾配は「長さ÷長さ」を計算しているため、単位の無い無次元数です。またエネルギー勾配の値を表すとき、


エネルギー勾配の単位


のように、分数で表すと分かりやすいです。勾配の意味、表記方法、無次元数の詳細は下記をご覧ください。

勾配と分数の表記は？1分でわかる意味、スロープ勾配の計算、パーセントとの関係

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

エネルギー勾配と動水勾配の違い

エネルギー勾配と動水勾配の違いを下記に示します。


エネルギー勾配　⇒　損失水頭÷２点間の距離で算出される勾配

動水勾配　⇒　ピエゾ水頭の差÷２点間の距離で算出される勾配


動水勾配は下記が参考になります。

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

まとめ

今回はエネルギー勾配について説明しました。エネルギー勾配は損失水頭を２点間の距離で除した値です。


２つの全水頭を結んだ線の勾配ともいえます。全水頭、損失水頭の意味も勉強しましょう。

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

損失水頭とは？1分でわかる意味、単位、計算、エネルギー勾配

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