質問: 圧力計で測定している圧力について 添付した図のように入口が下を向いて開放されているl字型のパイプを野外においたとします。 パイプの途中の壁面には静圧孔が設けられて、そこに圧力計を設置します。 出口は閉じられているか否か分からない状態、入口で風が吹いた場合でも出口にまで影響は及ばないほど離れています。 青で示した風が全く吹いていない状態では、出口がどのような状況でも、 野外とパイプ内の圧力、さらには圧力計の測定値も一緒で、 圧力計はパイプ内(=野外)の静圧を測定していることになるかと思います。 そこで問題は風が吹いた時です。 パイプの出口が閉じられていた時、 パイプ内の空気が風の影響を受けて引きづり出されるためにパイプ内の静圧が下がり、 野外の静圧>パイプ内の静圧、の関係、つまり、(野外の静圧+動圧)=(パイプ内の静圧)の関係が成り立つと思います。 その時の圧力計の測定値は静圧孔を設けたということに関係なくパイプ内の静圧を測定しており、 つまり野外の静圧と動圧の和(1/2×野外の空気密度×野外の風速の2乗)(総圧)を測定したと考えています、間違いでしょうか。 次にパイプの出口が開いていた時、 閉じられていた時と同じくパイプ内の空気が風の影響を受けて引きづり出されるとしたら、どのような圧力の関係になるのか理解できません。 何故なら、パイプ内で空気の流れができてしまうからです。 想像ですが、 野外の静圧+動圧(1/2×野外の空気密度×野外の風速の2乗)=パイプ内の静圧+動圧(1/2×パイプ内の空気密度×パイプ内の流速の2乗) の関係が成り立ち、 (パイプの径が十分に大きいとした場合?)野外よりもパイプ内の流速が遅いため、 想像の上式では野外の静圧よりもパイプ内の静圧の方が大きくなってしまうことになってしまいます、が、ちょっとおかしい気がしています。 この前提条件として野外とパイプ内の空気の密度が等しいという条件が付くためです。 もしくは野外とパイプ内の静圧が等しくなるように両者の空気の密度が変わるのでしょうか。 ただ、圧力計の測定値は静圧孔を設けたためにパイプ内の静圧を測定しているということは何となく理解できていますので、 その場合、圧力計は野外の静圧を間接的に測定していることになるのでしょうか。 理論的にどうなるのか教えていただけないでしょうか。
回答: >その時の圧力計の測定値は静圧孔を設けたということに関係なくパイプ内の静圧を測定しており、 >つまり野外の静圧と動圧の和(1/2×野外の空気密度×野外の風速の2乗)(総圧)を測定したと >間違いでしょうか。 間違い。総圧を測定したい場合、パイプの先端を風上に向けます。 風上に向けたときの圧力と、風に直角方向に開けた穴との圧力差が、風速に該当します。 ピトー管などで、現実にそうやって速度を計測します。 http://ja.wikipedia.org/wiki/%e3%83%94%e3%83%88%e3%83%bc%e7%ae%a1