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位置水頭とは?1分でわかる意味、求め方、圧力水頭、全水頭、ピエゾ水頭との関係

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位置水頭(いちすいとう)とは、基準面から水路の「ある位置」までの高さです。水の位置エネルギーを水頭で表したものと言えます。水は全水頭の高い所から低い所へ流れます。よって、圧力水頭、速度水頭が同じとき、位置水頭の低い箇所に水は流れるでしょう。なお位置水頭と圧力水頭を足したものをピエゾ水頭といいます。


今回は位置水頭の意味、求め方、圧力水頭、全水頭、ピエゾ水頭との関係について説明します。全水頭、圧力水頭、ピエゾ水頭の詳細は下記が参考になります。

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位置水頭とは?

位置水頭(いちすいとう)とは、基準面から水路の「ある位置」までの高さです。下図をみてください。これが位置水頭です。


図 位置水頭


剛体の位置エネルギーと同様に、高い位置にある水は低い位置にあるよりも「大きな位置エネルギー」を持っています。よって水の持つ位置エネルギーを水頭であらわしたものが「位置水頭」とも言えます。


例えば、水路内の2点の圧力水頭と速度水頭が同じとき、水の流れは高い所から低い所へ流れます。考えてみれば当たり前のことですが、これは「位置水頭の低い所へ流れた」ということです。圧力水頭の詳細は下記が参考になります。

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

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位置水頭の求め方

位置水頭の求め方は簡単です。下図の通り、基準面からの高さが位置水頭です。


図 位置水頭


また、全水頭と位置水頭の関係から求めることも可能でしょう。全水頭を求める式を下記に示します。


全水頭=圧力水頭+位置水頭+速度水頭

位置水頭=全水頭-圧力水頭-速度水頭


全水頭の詳細は下記をご覧ください。

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

位置水頭と圧力水頭、ピエゾ水頭の関係

位置水頭と圧力水頭を足したものをピエゾ水頭といいます。


ピエゾ水頭=位置水頭+圧力水頭


また、マノメーター(ピエゾメーター)の水頭がピエゾ水頭です。ピエゾ水頭の詳細は下記が参考になります。

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位置水頭と全水頭の関係

位置水頭と全水頭の関係を下記に示します。


全水頭=圧力水頭+位置水頭+速度水頭


全水頭の詳細は下記をご覧ください。

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

まとめ

今回は位置水頭について説明しました。意味が理解頂けたと思います。位置水頭は、基準面からの水路の「ある位置」までの高さです。水の持つ位置エネルギーを水頭で表したものといえます。位置水頭の求め方は簡単です。基準面から水路のある位置までの高さを読み取るだけですね。圧力水頭、全水頭との関係も勉強しましょう。下記が参考になります。

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