連続の式とベルヌーイ(絞りの加速)

管を絞ると A·v = 一定 で流速が上がり、p + ½ρv² = 一定 で圧力が下がる ── 粒子の混み具合と圧力の色で体感します。

0.40
1.5 m/s
1.00
圧力 高い(遅い) 中くらい 圧力 低い(速い)
入口 v₁(広い管)
のど v₂ = v₁·A₁/A₂
体積流量 Q = A·v
圧力差 p₁ − p₂
入口とのどの圧力(高さ ∝ 圧力)
ベンチュリ管:流線が狭まり粒子が加速する
水や空気のような流体が管を流れるとき、同じ時間に入った量だけ必ず出ていきます。だから細いところでは 速く流れなければならないのです。これが連続の式 A₁·v₁ = A₂·v₂
さらにエネルギー保存(ベルヌーイの定理 p + ½ρv² = 一定)から、 速い場所ほど圧力が低くなるという、直感に反する関係が生まれます。
のどの断面積 A₂ を絞ると、粒子の間隔と圧力の色がどう変わるか確かめてみましょう(重力差は無視した水平管モデル)。

いま何が起きている?

ここがポイント