今回は配管設計について、書きたいと思います。
身近なところでは、水道水がありますよね。

水道水は皆さんの家へ水道局がダムから配管を通して送られていますよね。
その配管の大きさは、皆さんの家で使いやすい量流れるように設計されていると思います。

配管に流れる水の速度、圧力等は、「ベルヌーイの定理」という原理で計算することができます。
「ベルヌーイの定理」はエネルギー保存則とも言われ、次のような式で表されます。
1/2・v2+p/ρ+g・z=一定
ここで、v:速度、p:
圧力、ρ:密度、g:重力加速度、z:基準からの高さです。

上の式から、高さZが一定の場合、速度vが速くなると、圧力pが下がるということがわかります。
これが速度エネルギーが大きくなると位置エネルギー(圧力)が小さくなるというエネルギー保存を表しています。

また、水や流体には次のような連続の式が成り立ちます。
Q=ρ・A・v=一定
ここで、ρ:密度、A:面積、v:速度
上の式から、面積Aが大きくなると、速度vが小さくなることがわかります。

これら定理・原理から、配管の大きさ(面積)を決めると、速度がわかり、圧力もそれからわかることになります。

このように、配管を設計する場合には、連続の式やベルヌーイの式を用いて設計することになります。