経営工学徒の備忘録

~日々の大学生活や留学について~

流体力学(5)(途中)

流体の物性値

流体力学で扱う物性値としては、以下のようなものがあります。

  • 密度(ρ)
  • 体積弾性係数(K)
  • 粘度と動粘度(μとμ/ρ)
  • 比熱と比熱日(dQ/dT)
  • 表面張力(T)液体の表面を切断し、単位長さあたりに働く力。

密度

密度:ρ=M/V

比体積:v=1/ρ

気体:PV=ZRGT

zは圧縮係数を表しています。これは分子間の干渉効果のことで、Z=1ではありません。

また、一般気体定数RG(=8314.3J/kmol・K)を分子量で割って得られる値Rを、気体定数と呼びます。

これらを用いると、

ρ=p/ZRT

と書き表すことができます。

体積弾性係数

液体は体積変化を起こしにくいですが、加圧すれば若干縮みます。このような液体のばね定数に相当するものを、体積弾性係数(K)といいます。

Kは、dp/dρ/ρと定義されます。

v=1/ρを用いて書き換えると、

K=-v×dp/dv

となります。証明は省略しますが、vを微分してあげてKの式に代入すればオッケーです。

水の場合はK=2.06×10^9[Pa]ぐらいです。

これを用いて、音速を求めることもできます。

粘度と動粘度

μ/ρ= 

です。

液体と気体は温度依存性という点で大きく異なります。

空気の場合は、温度が上がると分子運動が激しくなるので、よりたくさんの力が必要になり動粘度は上昇します。

表面張力

単位長さあたりに働く力のことです。