配管中のA点と、離れたB点では、流体が持つエネルギーは同じであると、それを流速と圧力の変化から見ているわけです。
たとえ、A点とB点の流速や圧力が異なっていても、それをエネルギーとして計算すれば同じであることから、A点とB点との圧力差を計測すれば、流速が計算できる、というわけです。
ただし、この「ただし」が重要なんですが、このベルヌーイの定理が成立するためには、流体に粘性があってはいけません。粘性を持つ流体は、その粘性から発生する摩擦で、流体の持つエネルギーが熱に変換され、配管の外に出て行ってしまいます。これでは、エネルギー保存の法則は成り立ちません。
また、流体は非圧縮性で無ければなりません。圧縮により流体の体積に変化が生じれば、エネルギーが変化します。そのエネルギーがどこにも行かない、というこは、できないわけです。
ま、面倒なことを書きましたが、ベルヌーイの定理は、
・極端に粘性が高い
・極端に圧力差がある
状況では、かなりズレが生じてしまいます。
ベルヌーイの定理を応用した、差圧式流量計では、このような弱点が発生し、結局これが誤差要因ともなってしまいます。
といっても、差圧式流量計は有用な流量計として、たくさん使われています。ただ、流量が非常に小さな流量計としては、あまり向いていない、といわれています。
流量が小さいと、粘性の影響が増大し、ベルヌーイの定理から外れてきてしまうためです。ま、粘性の影響を補正することで、流体が限定されれるなら、大丈夫かもしれませんが。
今まで、ビュルケルトには差圧式流量計が無かったのですが、実は早ければ年内に差圧式流量計が発売開始になります。
しかも、液体の微少流量計として。
・Type8708 Liquid Flow Meter
・Type8709 Liquid Flow Meter
・Type8718 Liquid Flow Controller
・Type8719 Liquid Flow Controller
Type8708とType8709は、液体用の微少流量計で、Type8718とType8719は、内部に比例電磁弁を備え、液体用の微量流量調節システムです。
具体的に微少流量というのは、10cc/minから、と非常に小さい流量計です。
パンダ丸が知る限り、この程度の液体の微少流量を測定できる工業計器は、液体用マスフローしかありません。
ただ、液体用マスフロー（熱式）というのは、実はとても使いづらくて、よく故障します。また、ちょっと密度が変化しても、計測がぐちゃぐちゃになります。
また、液体用マスフロー（コリオリ式）では、微少流量は計測できません。流量が少なすぎて、コリオリ力がほとんど発生せず、計測できません。
そのため、早ければ今年の終わりに発売を開始する、ビュルケルトの微少流量計シリーズ
・Type8708 Liquid Flow Meter
・Type8709 Liquid Flow Meter
・Type8718 Liquid Flow Controller
・Type8719 Liquid Flow Controller
に、パンダ丸は個人的にとても注目しています。
100cc/min以下の液体の流量を計測する方法というのは、実質的に無いのと同じ状態でしたから。
ここができるようになれば、研究分野でも、工業分野でも、多くの用途が考えられます。
ただ、上述のように、本来微少流量の測定に、差圧式流量計は向いているとは言えないわけです。
だから、この技術的問題をどうやってクリアしたのか。
また、どこまで理論上の計測に近づいたのか。
このあたり、とても興味があります。
既に去年の夏にはプロトタイプは完成し、フィールドテストに移行していることまでは確認しています。
また、ビュルケルトの本社のあるドイツでは、もうすぐ発売の新製品ということで、展示会やプレスでも発表しているようです。
ということは、フィールドテストもかなり順調に推移しているみたいです。
実はビュルケルトでは、2002年〜2003年にかけて、微少流体測定の液体マスフロー（熱式）の開発をしていたのですが、結局商品化できずに、諦めたんですよね。
そのリベンジというわけです。
でも、この製品については、技術的な部分のガードが固くて、日本にいても、全然情報が入ってきません。
パンダ丸的には、これだけの微少流量計測の配管ならば、レイノルズ数が割と高めであっても、粘性流れが支配的、つまり層流になるように思えます。粘性が支配的な流れの中で、ベルヌーイの定理にどうやって近づけているのか。こういう問題を、いったいどうやってクリアして、商品化するのか。個人的には、気になって仕方無い製品です。
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ご興味いただいたら、ビュルケルトまで、お気軽にお問合せください。
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