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科学

質量流量と体積流量の違いと変換(換算)は?流速と流量の計算方法は?

科学的な解析を行う際に、専門的な用語を理解していないと対応できないケースが多々あります。

このような場面において、どう対処すればいいのか理解していますか。

ここでは、これら流量と流速の計算方法や関連用語の質量流量と体積流量との関係について解説していきます。

流量と流速の換算(変換)方法は?【体積流量と質量流量の違いは?】

まずは、流速について考えていきます。

流束とは言葉の通り、単位時間あたりに流体の流れる(移動する)速度のことを指しており、単位はm/sなどで表現されます。

一方で、流量とはこちらも言葉のままであり、単位時間あたりに流れる流体の量を指しているのです。この量が体積であれば、体積流量とよび単位[m3/s]などで表します。

流量の対象が質量(重量)であれば質量流量といい単位[kg/s]や「t/s」などで表します。

流速から体積流量と質量流量に変換(換算)する方法

よって、流速から体積流量に変換(換算)するには、その配管等の断面積[m2]をかける必要があるのです。

計算式としては、体積流量[m3/s]=流速[m/s]×断面積[m2]となるのです。換算方法を忘れた際には、単位に着目すると思いだしやすいことも理解しておくといいです。

さらに、質量流量は体積流量に流体の密度[kg/m3]をかけることによって変換できるのです。

質量流量[kg/s]=体積流量[m3/s]×密度[kg/m3]という換算式が成立するのです。

流速と質量流量と体積流量の換算(変換)の計算問題

それでは、質量流量や体積流量と流速の扱いに慣れるためにも計算問題を解いていきましょう。

例題1

ある配管内に水が流束2m/sで流れています。この管における断面積が0.1m2である際の体積流量はいくらになるでしょうか。

解答1

上の流速と体積流量の換算式を元に計算していきます。

2 × 0.1 =0.2 m3/sが体積流量と求めることができました。

さらに、この体積流量から質量流量へ換算していきましょう。

例題2

上述の問題の結果での、0.2m3/sの体積流量で水が流れている場合、質量流量としてはいくらと計算できるでしょうか。

このとき、水の密度:1000kg/m3を使用しましょう。

解答2

体積流量から質量流量に換算するためには、密度をかけるといいだけなので、0.2 × 1000 = 200kg/m3と求めることができました。

まとめ

ここでは、流速と体積流量と質量流量の意味や違い・計算・換算方法について確認しました。

・流速とは、単位時間あたりに流体の流れる速さを指しており、単位はm/sです。
・体積流量は単位時間あたりに流れる体積の量であり、単位はm3/s(立方メートル毎秒)です。
・質量流量は単位時間あたりに流れる質量(重量)の量であり、単位はkg/s(キログラム毎秒)です。

科学的な用語になれ、毎日の業務に活かしていきましょう。

 

 

よく流量や流速という言葉を聞くこと

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アラサーの男性です。自分が今まで経験・勉強してきた「エクセル」「ビジネス用語」「生き方」などの情報を、なるべくわかりやすく、楽しく、発信していきます。 一緒に人生を楽しんでいきましょう