脈動

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機能

ポンプの脈動を抑える技術

押し出す力や圧縮する力を利用する機械は、私たちの暮らしを支える様々な場面で活躍しています。しかし、これらの機械を使う際に、どうしても避けられない現象があります。それが脈動です。脈動とは、液体や気体などの流れが周期的に変化する現象のことを指します。まるで心臓の鼓動のように、流体の流れが強まったり弱まったりを繰り返すのです。 この脈動は、機械の内部構造や、扱う液体、気体の性質など、様々な原因によって引き起こされます。例えば、回転する羽根を使って液体を送り出すポンプを考えてみましょう。羽根が回転するたびに、液体は断続的に押し出されます。この時、まるで波のように流れが強まったり弱まったりするわけです。これが脈動です。また、ピストンを使って液体を押し出すポンプでも同様の現象が見られます。ピストンが前後に動くたびに液体が吐き出されるため、脈動が発生するのです。 脈動は、単に流れが変動するだけではありません。配管に振動を起こしたり、騒音を発生させたりする原因となります。さらに、機械の寿命を縮めたり、最悪の場合は故障に繋がることもあります。 このような脈動による悪影響を防ぐためには、脈動を抑える様々な工夫が凝らされています。例えば、配管の途中に脈動を吸収する装置を取り付けたり、ポンプの構造を工夫して脈動の発生を抑えたりするなど、様々な方法が用いられています。脈動を理解し、適切な対策を施すことは、機械を安全かつ効率的に運用するために非常に重要なことなのです。
エンジン

吸気干渉:エンジンの効率に及ぼす影響

車は、エンジンの中で燃料と空気を混ぜて爆発させることで動力を得ています。この空気を取り込むための管路を吸気道と呼びますが、複数の筒を持つエンジンでは、この吸気道が途中で枝分かれしてそれぞれの筒へと繋がっています。この分岐した吸気道を吸気集合管と呼びます。吸気干渉とは、この吸気集合管の中で起こる空気の流れの相互作用のことです。 エンジン内部では、筒の中をピストンと呼ばれる部品が上下に動いて、空気を吸い込み、燃料と混ぜて圧縮し、爆発させて動力を生み出します。ピストンが空気を吸い込むとき、吸気集合管内の空気は筒へと引き込まれます。この空気の流れはピストンの動きに合わせて、まるで脈打つように強弱を繰り返します。エンジンには複数の筒があり、それぞれの筒でピストンがタイミングをずらして動いているため、吸気集合管の中では複数の脈打つ空気の流れが発生します。 これらの空気の流れが互いに影響を及ぼし合う現象こそが吸気干渉なのです。 吸気干渉は、まるで水面に複数の波紋が広がり、重なり合う様子に似ています。波紋同士が重なると、ある場所では波が高くなり、別の場所では低くなります。同様に、吸気集合管内でも、空気の流れが重なり合うことで、ある筒への空気の流れが強まったり、弱まったりします。この空気の流れの変化はエンジンの出力や燃費に影響を与えます。 特に、エンジンの回転数が速いとき、つまりピストンが速く動くときは、空気の流れの変化も激しくなり、吸気干渉の影響が大きくなります。高回転では、吸気干渉によってある筒への空気の供給が不足したり、逆に過剰になったりすることがあります。 吸気干渉をうまく制御することで、エンジンの性能を向上させることができるため、吸気集合管の形状や長さなどを工夫することで、エンジンの回転数や用途に合わせた最適な空気の流れを作り出すことが重要になります。