SECTION 01
流体力学の公式
スパナ軍曹
🔧 スパナ軍曹流体力学の公式は計算問題の基本中の基本だ！3つ完璧に覚えろ！！
😰 パイプ訓練生レイノルズ数とベルヌーイが特に難しくて……
🔧 スパナ軍曹意味を理解すれば難しくない！順番に叩き込んでやる！！
公式 01 — レイノルズ数
🔢 レイノルズ数（Re）
Re = V × D ÷ ν
Reレイノルズ数（無次元数・単位なし）
V流速（m/s）
D管内径（m）
ν動粘度（m²/s）
✅ Re < 2,300 → 層流
✅ Re > 4,000 → 乱流
✅ 2,300〜4,000 → 遷移域
✅ Re > 4,000 → 乱流
✅ 2,300〜4,000 → 遷移域
📝 計算例
流速2m/s、管径0.1m、動粘度1×10⁻⁶m²/sの場合Re = 2 × 0.1 ÷ (1×10⁻⁶) = 200,000 → 乱流
⚠️ よくある間違い：「Re > 2,300で乱流」→ ✗ 2,300〜4,000は遷移域！4,000以上が乱流だ！！
公式 02 — 連続の式
🔢 連続の式（質量保存の法則）
Q = A × V = 一定
Q流量（m³/s）
A断面積（m²）
V流速（m/s）
管が細くなる → 断面積↓ → 流速↑
管が太くなる → 断面積↑ → 流速↓
管が太くなる → 断面積↑ → 流速↓
📝 計算例
断面積0.1m²で流速2m/s → Q = 0.1 × 2 = 0.2m³/s断面積が0.05m²に変わったときの流速 → V = 0.2 ÷ 0.05 = 4m/s
公式 03 — ベルヌーイの定理
🔢 ベルヌーイの定理（損失あり）
P₁ + ½ρV₁² = P₂ + ½ρV₂² + ΔP損失
P静圧（Pa）
½ρV²動圧（Pa） ρ=密度(kg/m³) V=流速(m/s)
ΔP損失圧力損失（Pa）
流速↑ → 動圧↑ → 静圧↓（ベルヌーイの核心！）
動圧 = ½ × ρ × V² を確実に計算できるようにしろ！
動圧 = ½ × ρ × V² を確実に計算できるようにしろ！
📝 計算例（過去問頻出パターン）
空気密度1.2kg/m³、点Aの流速5m/s、点Bの流速10m/s点Bの静圧5Pa、AB間の圧力損失5Paのとき点Aの静圧は？
動圧A = ½×1.2×25 = 15Pa 動圧B = ½×1.2×100 = 60Pa
PA + 15 = 5 + 60 + 5 → PA = 55Pa
公式 04 — ダルシー・ワイスバッハの式
🔢 ダルシー・ワイスバッハの式（管摩擦損失）
ΔP = λ × (L/D) × (ρV²/2)
λ管摩擦係数（無次元）
L管長（m）→ 圧力損失に比例
D管内径（m）→ 圧力損失に反比例
ρV²/2動圧（Pa）
圧力損失は管長に比例・管内径に反比例
流体摩擦の原因は流体の粘性（慣性ではない！）
流体摩擦の原因は流体の粘性（慣性ではない！）
⚠️ 「圧力損失は管内径に比例」→ ✗ 反比例だ！「摩擦の原因は慣性」→ ✗ 粘性だ！！