圧力損失(あつりょくそんしつ)

圧力損失とは、流体が配管などを通る際に失うエネルギーのことで、配管などの内部流れの圧力損失は、下の式のように入口と出口の全圧の差で定義されます。

圧力損失はエネルギー損失ですので、できるだけ損失を小さくする必要があります。

圧力損失には、主に壁面での摩擦損失と渦や乱流による損失があります。
壁面での摩擦損失は粘度が大きく、流速が早いほど大きくなります。例えば円管の場合は以下の式で求めることができます。

渦は管の断面が急に変わったり、管が曲がった場所で発生します。発生した渦は流れに関係なくその場に留まることとなり、エネルギーの損失となります。

乱流は流体粒子が流れの主流方向に対して乱れている状態で、流体粒子がまっすぐに流れている層流と比較してエネルギーの損失が発生します。

実際は複雑な流路での圧力損失などは手計算で求めることが難しいと考えられます。解析では全体的な圧力損失だけでなく、どこで圧力損失が起きているかを視覚的に確認することができるため、結果を元に最適な流路を設計することも可能です。

一般的に使用される単位

• SI単位系ではPa（パスカル）

Ansysにおける取扱い

• Ansys FluentおよびAnsys CFXでは解析結果として圧力損失を確認することが可能です（計算によって求める必要があります）。

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