この教材は旧サイト「ガス主任ハック」（〜2026年5月）で公開していた解説を、2026年7月時点の法令に合わせて更新のうえ再掲載しています。
解説基礎 part5 流体
流体
- 非圧縮性流体
密度が一定（縮まない）な流体 - 定常流
速度ベクトルが時間変化しない流れ - 非定常流
速度ベクトルが時間変化する流れ
動粘度（ν）＝粘度（μ）／密度（ρ）
ν（ニュー）、μ（ミュー）、ρ（ロー）
ν（ニュー）、μ（ミュー）、ρ（ロー）
連続の式
- 連続の式
流れの方向に内径が変化する円管において、各断面を単位時間に通る流体の質量は一定
単位時間の質量流量（密度×断面積×平均流速）＝一定
層流、乱流
- 層流
流体の各粒子がすべて流れの方向にのみ動く流れ
流速分布は放物線状
管壁に接する部分の流速は0、管中心部で最大流速
平均流速は最大流速の1/2 - 乱流
流体の各粒子が流れの方向以外にも速度を持つ流れ（渦など）
流速分布はほぼ均一
平均流速は中心流速の0.8倍 - 層流から流速を上げていくと乱流へ遷移（せんい）する
レイノルズ数
- レイノルズ数
流体の粘性力に対する慣性力の比を表す無次元数
レイノルズ数（Re）= ρ × u × d ／μ
ρ（ロー）：密度 u：流速
d：管の内径 μ（ミュー）：粘度
ρ（ロー）：密度 u：流速
d：管の内径 μ（ミュー）：粘度
また、動粘度（ν）＝粘度（μ）／密度（ρ）のため
レイノルズ数（Re）＝u×d／ν
とも表せる
- レイノルズ数は、管の内径、平均流速、密度に比例し、粘度、動粘度に反比例する
- 臨界レイノルズ数
層流から乱流へ遷移するときの値（約2300）
ベルヌーイの式
- ベルヌーイの式
流体に関するエネルギー保存則
非圧縮性、非粘性流体の定常流で成立する
ベルヌーイの式によれば運動エネルギー、位置エネルギー、圧力エネルギーの３つの和は保存される
ρ×u2／2＋ρ×ｇ×ｚ＋ｐ＝一定
ρ（ロー）：密度 u：流速
ｇ：重力加速度 z：高さ P：圧力
※ ρ×u2／2＋ρ×ｇ×ｚ＋ｐ＝一定
運動エネルギー
位置エネルギー
圧力エネルギー
ρ（ロー）：密度 u：流速
ｇ：重力加速度 z：高さ P：圧力
※ ρ×u2／2＋ρ×ｇ×ｚ＋ｐ＝一定
運動エネルギー
位置エネルギー
圧力エネルギー
圧力損失
- 層流の圧力損失
平均流速・管の長さに比例
管内径の2乗に反比例
ハーゲンポアズイユの式で表す
- 乱流の圧力損失
平均流速の2乗・管の長さに比例
管内径に反比例
ダルシー・ワイスバッハの式で表す
連続の式
質量流量（Qm）＝ρ×(π×d2／4)×u＝一定
ρ（ロー）：密度 ｄ：管径
u：平均流速 π（パイ）：円周率
※ π×d2／4→ 円の面積
{（d／２）× （d／２） ×π→半径×半径×円周率}
密度（ρ）が一定の場合、体積流量Qｖは
体積流量(Qｖ)=(π×d2／4)
レイノルズ数（Re）
レイノルズ数（Re）= ρ × u × d ／μ
ρ（ロー）：密度 u：流速
d：管の内径 μ（ミュー）：粘度
ρ（ロー）：密度 u：流速
d：管の内径 μ（ミュー）：粘度
手を動かす一問一答（旧サイトのミニテストより）