2.6 流体・配管・ポンプ・バルブ
この分野で交互作用が出やすい理由
流体系では、流量、圧力、粘度、配管形状、弁開度が互いに独立ではない。
たとえば、流量を増やすと、
- 流速が上がる
- レイノルズ数が変わる
- 圧力損失が増える
- 局所損失の影響が増える
- バルブ前後差圧が変わる
- キャビテーションが発生しやすくなる
- ポンプの運転点が変わる
というように、複数の状態量が同時に動く。
また、バルブ開度を変えると、
- 流路面積
- 流速
- 圧力損失
- 局所的な最低圧力
- キャビテーション発生位置
- 流量係数
- 制御性
が同時に変わる。
つまり、流体系では、設定因子の主効果がそのまま安定して現れるのではなく、流れのレジームや損失支配の構造が変わることで因子効果が変化する。
要注意の交互作用
- 流量 × 粘度（Re数：層流/乱流切替）
- 入口圧 × 弁開度（キャビテーション・チョーク）
- 配管径 × 曲がり/入口整流（局所損失で支配が変わる）
- NPSH × 回転数（ポンプ吸込み性能）
因子/水準
- 乱流/層流境界を跨がない
- キャビテーションが絡むなら、ΔPや開度を別に振るより σ（キャビ数）やNPSH余裕で設計因子化すると分離しやすい
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