化学工学実験で、パイピングコンテストというものをやります。
これは、
"2メートルほどの高さにある水槽の水を下に流した時に、3:2:2に分けるような配管を設計する"
というものです。

管の長さ、途中にあるバルブや90度エルボ(管を90度曲げる部分)の抵抗による圧力損失を調節して、流量を調節します。
基本的には、
(タンクでの水の)位置エネルギー=(出口での水の)運動エネルギー+圧力損失
という関係を使うのですが、ちょっと疑問があります。
下の図のように、定常的に流量:4、流速:4で流れている流れをT字管で流量を半分の2ずつに分けた時を考えてみてください。

単純に考えると、
流速=流量/管の断面積
であり、パイプの径はどこも均一なので、流速もそれぞれ2になります。
ここで運動エネルギーを考えてみます。運動エネルギーは流速の2乗に比例するので、単純に
・分かれ目前の運動エネルギー=4^2=16
と考えてみると、
・分かれた直後の運動エネルギー=2^2=4
16-4=12
この12はどこに行ったのでしょうか??
ここでは定常状態を考えているので、任意の場所で流れは一定です。
分かる人がいたら教えてください。
これは、
"2メートルほどの高さにある水槽の水を下に流した時に、3:2:2に分けるような配管を設計する"
というものです。

管の長さ、途中にあるバルブや90度エルボ(管を90度曲げる部分)の抵抗による圧力損失を調節して、流量を調節します。
基本的には、
(タンクでの水の)位置エネルギー=(出口での水の)運動エネルギー+圧力損失
という関係を使うのですが、ちょっと疑問があります。
下の図のように、定常的に流量:4、流速:4で流れている流れをT字管で流量を半分の2ずつに分けた時を考えてみてください。

単純に考えると、
流速=流量/管の断面積
であり、パイプの径はどこも均一なので、流速もそれぞれ2になります。
ここで運動エネルギーを考えてみます。運動エネルギーは流速の2乗に比例するので、単純に
・分かれ目前の運動エネルギー=4^2=16
と考えてみると、
・分かれた直後の運動エネルギー=2^2=4
16-4=12
この12はどこに行ったのでしょうか??
ここでは定常状態を考えているので、任意の場所で流れは一定です。
分かる人がいたら教えてください。