実用
「流体工学」のキホン
「流体工学」のキホン
イチバンやさしい理工系

小峯龍男 著
ISBN
978-4-7973-6308-1
サイズ
A5/フルカラー
ページ数
176
価格
1500円+税
出版日
2011/06/17
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気体や流体を巧みに操る人類の智恵


流体工学は暮らしに密着したところで応用される分野です。本書は、流体のさまざまな性質や現象の説明から、生活や製品にうまく応用している事例について、働きやメカニズムなどを中心に図解でわかりやすく解説します。

大気中の空気や水道水などの気体や液体を扱う「流体工学」は、私たちが日々接している身近な世界です。
ただし、定まった形をもたない流体を工学的に理解するには、幅広い知識が必要になることも事実です。
本書は、流体の性質や基本的な動きに加えて、生活に利用される流体技術のおもしろさを、カラー図解で具体的にわかりやすく解説したものです。
自動車や新幹線などの空力特性や、なぜ飛行機が飛ぶのかといった素朴な疑問に対しても、最新の知見から説明を加えます。
身近な話題なのになかなか説明できない流体の現象を、流体工学で理解できるようになるのは快感です。

第1章 流体の性質を考える
001 どんな形にも自在に変わる流体の流動性
002 流動性を利用した生コン車や軽合金ホイール
003 自転車のタイヤの空気圧 圧力はなぜ生まれる
004 圧力の単位パスカルを知ろう
005 ストローで飲むジュースの動き 圧力の考え方
006 重量から力まで 重さと力
007 空気と水の生む圧力 気圧と水圧
008 温めても膨らまない水と膨らむ空気 熱と体積変化
009 押しても縮まない水と縮む空気 力と体積変化
010 火災報知機とガソリンエンジン 体積変化の利用
コラム ベーパーロックの思い出

第2章 流体の性質を利用する
011 水と空気の粘っこさの違い 粘性
012 力を増幅する便利なしくみ パスカルの原理
013 自動車のブレーキ装置 パスカルの原理の応用
014 物体に作用する流体の力 浮力
015 物体の浮き沈みは比重で決まる 比重と浮力
016 浮力を使った船のエレベーター 閘門
017 落下する水滴は球体 表面張力
018 表面張力と空気の力 水滴の変形
019 液体が隙間にしみ込む理由 毛管現象と濡れ
020 液晶パネルも毛管現象 毛管現象の応用
021 水平をつくる古代からの知恵 水平面と連通管
022 家屋の建築からアウトドアまで 水盛り
コラム スイスイ走る樟脳ボート

第3章 流体の振る舞いを考える
023 船を安定させる力 復原力とモーメント
024 動力を使わない噴水のしくみ 高低差のもつエネルギー
025 落ちる水が水を吸い上げる サイフォン
026 液面に働く力のつり合い 質点のつり合い
027 お風呂の渦とコップの渦 自由渦と強制渦
028 渦の組み合わせ ランキンの組み合わせ渦
029 空気や水の流れを見るには 流線
030 人や車も流体と同じ振る舞い 流れの考え方
031 水道の蛇口の開け具合と水の流れ 層流と乱流
032 物体の形が生む抵抗力 圧力と摩擦
033 空気のいろいろな抵抗力 物体に作用する抗力
034 流れを乱して抵抗力を減少させる 剥離と渦
035 低温の水中で発生する泡 キャビテーション[1]
036 「水の泡」も使い方次第 キャビテーション[2]
コラム 炭酸飲料とキャビテーション

第4章 運動する流体を考える
037 家庭の水道設備を考えよう 水の流れる量
038 流れる量はどこでも等しい 連続の式
039 流体のエネルギー保存則 ベルヌーイの定理
040 ベルヌーイの定理を応用する ベルヌーイ効果[1]
041 流体の速度と圧力を利用する ベルヌーイ効果[2]
042 飛行機やF1の速度を測る ピトー管
043 圧力計の変化から速度変化を知る 静圧と速度水頭
044 エネルギーにはかならず損失がある 損失水頭
045 噴きだす水を考える 流線とベルヌーイの定理
046 水の流れと消防設備 圧力水頭と損失
047 流体の勢い 流体の運動量
048 ホースの水まきを考える 運動量保存の法則
049 ホースでの洗車を考える 衝突する流体
050 流体は急には止まらない 水撃作用
コラム 病室で実感した空気の動き

第5章 日常の現象と流体の動き
051 曲がる流体と圧力 流線曲率の定理
052 コップの渦を考える 二次流れ
053 面に生まれる力のはたらき 作用力と反作用力
054 気流の操作で快適な空調 コアンダ効果
055 流線曲率と変化球 マグヌス効果
056 揚力の考え方[1] ベルヌーイ効果
057 揚力の考え方[2] 流線曲率の定理
058 揚力の考え方[3] 反作用力
059 翼表面の流れ[1] コアンダ効果
060 翼表面の流れ[2] 循環
061 機体周辺の流れ 循環流れと循環
062 トラックの導風板 剥離と渦
063 物体後部の流れ カルマン渦列
064 電線のうなりや揺れるボール 渦の作用力
065 渦振動と渦列の防止法 凹凸で渦を防止
066 らせんで大型構造物を守る 長大橋と送電線
067 カルマン渦列を利用する 渦列の周波数
コラム 形と流れ 筆者の趣味から

第6章 流体機械を考える
068 流体で考える フルイディクス
069 ノズルとセンサー 流体発振子
070 マンホールの空気弁 流体の圧送法
071 下水を送る方法 下水道設備
072 井戸と温泉の深さ 水中ポンプ
073 昼は発電、夜はポンプ 水車とポンプ
074 泡を使った揚水装置 エアリフトポンプ
075 コンパクトで大きな力を作る 油圧機械
コラム 史跡と流体素子


■著者:小峯龍男
1953年東京生まれ。1977年に東京電機大学工学部機械工学科を卒業し、現在は東京電機大学高等学校教諭。NPO法人科学技術立国創生を推進する会に所属。自動車いじりや絶版バイクのレストアを趣味とする。また、ロボット工作・電子工作教室を主宰し、年間延べ300名ほどの小中学生と工作を楽しんでいる。著書に、『「機械工学」のキホン』(ソフトバンク クリエイティブ)のほか、『機構学の「しくみ」と「基本」』『電子回路の「しくみ」と「基本」』(技術評論社)、『図解 わかるメカトロニクス』(講談社)、『よくわかるメカトロニクス』(東京電機大学)などがある。 



















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