流速とは

「流速」とは、文字通り「流れる速さ」のことで、1秒間に流れる距離を指し、配管の太さ（断面積）や流量によって決まります。
流速は、配管の「流量÷断面積」です。たとえば、流量が同じなら配管が太い部分では流速が遅くなり、細い部分では流速が速くなります。
つまり、配管の断面積が変わると流速が変わり、流速が変わっても流量は変わらないということです。

流速と流量の関係

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流速と流量は異なる値で、流量が「1秒間に流れる量」なのに対し、「流速」は「1秒間に、どれくらいの距離を流れているか」の値で、単位は「m/s」（メートル毎秒）で表します。
流速と流量は、単に値が示す対象が異なるだけでなく、この2つの値は綿密な関係性を持っています。ここでは、流速と流量の関係について説明します。

平均流速と体積流量

「平均流速」は、単位時間当たりに、ある面が移動する速度です。また、「体積流量」は、単位時間あたりに、ある面を通過する体積から割り出した流量です。
通過する配管の直径（断面積）が一定の場合、平均流速と体積流量の関係は以下になります。

平均流速v[m/s] = 体積流量Q[m3/s］/ 断面積A［m2］

例：体積流量が0.03m3/s、断面積0.1m2の場合の平均流速
v=0.03/0.1
v=0.3（m/s）

これは「体積＝断面積×移動距離」であり、「1秒間の流量＝断面積×1秒間の移動距離」となり、「体積流量（m³/s）＝断面積（m²）×平均流速（m/s）」であるためです。

平均流速=体積流量/断面積

平均流速と質量流量

「質量流量」は、単位時間あたりに、ある面を通過する質量から割り出した流量です。質量は、体積と密度の積です。したがって、質量流量と体積流量は以下になります。

質量流量 [kg/s] = 体積流量Q[m3/s] × 密度ρ[kg/m3]
質量流量 [kg/s] = 断面積A[m2] × 平均流速v[m/s] × 密度ρ[kg/m3]

そして平均流速は以下の式で求められます。

平均流速v[m/s] = 質量流量 [kg/s] / 断面積A[m2] × 密度ρ[kg/m3]

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