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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

この記事の要点

ピエゾ水頭とは位置水頭と圧力水頭の和であり、マノメーター（ピエゾメーター）で計測できる水頭に相当する。

全水頭はピエゾ水頭にさらに速度水頭を加えた値であり、ピエゾ水頭は全水頭から速度水頭を引いた値とも言える。

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ピエゾ水頭とは、圧力水頭と位置水頭を足したものです。マノメーターの水頭ともいえます。


なおマノメーターのことを「ピエゾメーター」とも言います。また全水頭の値から速度水頭を引いた値です。


「ピエゾ」とは、ギリシャ語で「piezo」圧力を加えるという意味です。今回はピエゾ水頭の意味、公式と求め方、単位、全水頭との違いについて説明します。


全水頭、圧力水頭の意味など下記が参考になります。

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

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

ピエゾ水頭とは？

ピエゾ水頭とは、圧力水頭と位置水頭を足したものです。下図をみてください。これがピエゾ水頭です。マノメーターの水頭＝ピエゾ水頭ともいえます。


図　ピエゾ水頭


「ピエゾ」とは、ギリシャ語の「piezo」で圧力を加えるという意味です。マノメーターは圧力を計測する器具ですが、「ピエゾメーター」とも言います。

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ピエゾ水頭の公式と求め方

ピエゾ水頭の公式を下記に示します。


ピエゾ水頭の公式


pは圧力、ρは水の密度、zは位置水頭です。実際にピエゾ水頭を計算しましょう。圧力が10kpa、位置水頭が3ｍのときピエゾ水頭を求めてください。


ピエゾ水頭の公式と求め方


圧力水頭を計算するとき、圧力の単位や数の桁に注意しましょう。圧力水頭の求め方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


さらに、ピエゾ水頭を２点間の距離で割った値を動水勾配といいます。動水勾配は下記をご覧ください。

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

ピエゾ水頭の単位

ピエゾ水頭は、長さの単位で表します。よって、


cm

m


等を用います。圧力水頭、位置水頭など他の水頭と同じ単位ですね。

ピエゾ水頭と全水頭の違い

ピエゾ水頭と全水頭の違いを下記に示します。


ピエゾ水頭　⇒　位置水頭と圧力水頭を足したもの

全水頭　⇒　ピエゾ水頭に速度水頭を足したもの。位置水頭+圧力水頭+速度水頭


全水頭、圧力水頭の詳細は下記が参考になります。

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

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

混同しやすい用語

ピエゾ水頭

位置水頭と圧力水頭の和（ピエゾ水頭＝位置水頭＋圧力水頭）。マノメーターで計測できる水頭に相当する。

全水頭がさらに速度水頭も含む3成分の合計であるのに対して、ピエゾ水頭は速度水頭を含まない2成分の合計である。

全水頭

水が持つエネルギーの総量を水頭で表したもの（全水頭＝位置水頭＋圧力水頭＋速度水頭）。ベルヌーイの定理の基礎となる値。

ピエゾ水頭が速度成分を含まないのに対して、全水頭は速度水頭も含み、流れの全エネルギーを表す点が異なる。

試験での問われ方｜管理人の一言

建築士試験では、ピエゾ水頭・全水頭・各水頭（位置・圧力・速度）の定義と相互関係が問われる。

「ピエゾ水頭＝位置＋圧力」「全水頭＝位置＋圧力＋速度」という式を確実に覚えて混乱しないようにしよう。

まとめ

今回はピエゾ水頭について説明しました。ピエゾ水頭は、位置水頭と圧力水頭を足した水頭です。


マノメーターの水頭＝ピエゾ水頭と覚えてください。その他、全水頭との関係、圧力水頭、動水勾配など下記も勉強しましょう。

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

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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