水頭
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水頭(すいとう、hydraulic head または head)またはヘッドは、水の持つエネルギーを水柱の高さに置き換えたものである。水の単位重量あたりのエネルギーということもできる。長さの次元を持つ。
流体のエネルギーには圧力エネルギー、運動エネルギー、位置エネルギーがあるが、これを高さに置き換えたものをそれぞれ圧力水頭(pressure head)、速度水頭(velocity head)、位置水頭(potential head)という。このほかに、管の摩擦、曲がり、出入口などで失われるエネルギーとして各種の損失水頭がある(速度水頭に比例)。これらのすべての水頭の総和を全水頭という。特に、圧力水頭と位置水頭の和はピエゾ水頭と呼ばれる。
圧力水頭=
、速度水頭=
、位置水頭=h
ここに、p:水圧、ρ:水の密度、g:重力加速度、v:流速、h:水深
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