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たらいで二次流れ

まずは見てみよう!

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どんな実験?

実験手順と種あかし

  • はじめに、たらいを回転させると強制渦の状態になります。
  • 次に、たらいの回転を止めると、底や側面が停止します。しかし、水はしばらく惰性で回転を続けます。これはちょうど「茶葉を集める」のマグカップの中で回転する流れと同じ状況になります。
  • 止まっている底面近くの流れは粘性のはたらきで回転速度が遅くなり、遠心力も小さくなります。すると、外側の高い圧力に押されて内向きの流れができます。その流れは中央で上昇し、上層部で外向きに、側面に沿って下がり、循環することになります。(なお、流体力学では、渦のように回転する流れを扱うときにしばしば回転する流体粒子に乗って現象を観察する場合(回転系)があり、ここでもそのように考えて見かけの力、遠心力を使って説明しています。)
  • 全体の流れ(主流)としては回転していますので、これと垂直な二次流れとなり、茶葉を中央に集めます。

(松田卓也先生(神戸大学名誉教授)から遠心力の表現について誤解を招きやすいとの指摘がありましたので、説明を追加しました。)

【キーワード】 渦、二次流れ
【関連項目】 茶葉を集める遠心分離遠心力
【参考】

日本機械学会編「流れのふしぎ」講談社ブルーバックス、P60−61.

更新日:2012.5.28