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流体力学において、慣性は、時間の経過に伴う体積流量の変化率に単位変化を引き起こすために必要な流体の圧力差の尺度です。慣性の基本SI単位はkg m −4またはPa s 2 m −3で、通常の記号はIです。
チューブの慣性は次のように表されます。
どこ
- 流体の密度(体積あたりの質量の次元)である
- チューブの長さは
- チューブの断面積です
圧力差は、次の式によって流量の変化と関係します。
どこ
- 流体の圧力です
- 体積流量(時間あたりの体積の次元を持つ)
この式は、密度が一定であること、加速度が均一であること、流れが完全に発達した「プラグフロー」であることを前提としています。これにより、急カーブやウォーターハンマーなどが排除されます。
チューブの断面積が増加するとチューブの慣性が低下するというのは、直感に反するように思われるかもしれません。しかし、同じ質量流量の場合、断面積が小さいほど流体速度が速くなり、したがって流体を加速するための圧力差が大きくなることを意味します。
呼吸生理学では、(空気の)慣性はcm H 2 O s 2 L −1で測定されます。
- 1 cm H 2 O s 2 L −1 ≈ 98100 Pa s 2 m −3。
小信号解析を使用すると、イナータンスは、次の関係を通じて 流体リアクタンス(電気リアクタンスを参照)として表すことができます。
どこ
- 周波数はHzで表されます。
参考文献
- マッシー、BS (1989)。流体力学。チャップマン&ホール。ISBN 0-412-34280-4。
