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流量の公式は?1分でわかる公式、流量計算、平均流速との関係

流量(りゅうりょう)の公式は「流積×流速」で計算します。流速の値を「平均流速」にすれば、水路としての流量が計算できます。今回は流量の公式、流量の計算、平均流速との関係について説明します。なお流積は水が流れる部分の面積、流速は水の流れる速さ(単位時間あたりに移動する水の距離)です。下記も参考になります。

流量とは?1分でわかる意味、公式、単位、流速との関係

流積とは?1分でわかる意味、円の求め方と公式、潤辺、径深との関係

流速とは?1分でわかる意味、単位、平均流速との関係、マニングの公式

流量の公式は?

流量の公式は、


Q=A×u


です。Qは流量、Aは流積、uは流速です。また、uを平均流速の値にすることで、水の流れる水路としての流量が計算できます。※平均流速を求める式として、マニングの公式が有名です。平均流速、マニングの公式の詳細は下記が参考になります。

マニングの公式とは?1分でわかる意味、径深、粗度係数、勾配、平均流速の公式との関係

平均流速の公式は?1分でわかる公式、種類、意味


下図をみてください。流量の意味を示しました。


図 流量


流量の意味は下記が参考になります。

流量とは?1分でわかる意味、公式、単位、流速との関係

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流量の計算、平均流速との関係

前述した流量の公式を用いて、流量の計算を行いましょう。水の流れる100cmの管の平均流速を調べると50cm/sでした。流量の値を求めてください。


まずは管の断面積Aを求めます。


A=100/2×100/2×3.14=7850 cm2


よって


流量Q=A×u=7850×50=392500=0.39m3/s


です。次の問題です。下図に示す開水路の流量と径深を求めましょう。平均流速は1.0m/sとします。


図 流量の計算


流積は水の流れる範囲の面積です。よって、3m×4m=12uです。よって、


流量=A×u=12×1.0=12m3/s


で算定できます。次に径深(けいしん)を求めます。径深は、水路の壁長さを考慮した平均的な水深です。径深Rの公式は、流積÷潤辺です。潤辺は、水の流れる部分の壁高さ、水路幅の合計です。よって、


潤辺=3+3+4=10m

径深=12÷10=1.2m


です。径深、潤辺の詳細は下記が参考になります。

径深とは?1分でわかる意味、求め方、公式、単位、水深との違い

潤辺とは?1分でわかる意味、台形水路、円形の潤辺の求め方、径深との関係

まとめ

今回は流量の公式について説明しました。流量は、流積×流速で計算できます。公式を使って、実際に流量を計算してみましょう。また流量の意味、流積、流速についても勉強しましょうね。下記が参考になります。

流積とは?1分でわかる意味、円の求め方と公式、潤辺、径深との関係

流速とは?1分でわかる意味、単位、平均流速との関係、マニングの公式

流量とは?1分でわかる意味、公式、単位、流速との関係

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