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수두(head)

작성일 2010-08-18

길이의 단위로 표시한 단위부피당 유체(流體)가 가지는 에너지. 수두에는 위치수두(位置水頭)·압력수두(壓力水頭)·속도수두(速度水頭)가 있다.

A, B 두 점의 높이가 임의의 기준면 Z-Z에서 H, H라고 하면 각 점에서의 단위부피당 유체가 가지는 위치에너지는 그 높이에 비례한다.

이 위치에너지를 높이로 표시할 수 있으며 이것을 위치수두라고 한다.

유체가 흐르는 관내의 A, B 두 점의 압력이 P, P일 때 이것을 유체 기둥의 높이로 환산하면 의 높이에 해당한다.

따라서 단위부피당 유체가 가지는 압력에너지를 H, H로 표시할 수 있으며 이것을 압력수두라고 한다.

A, B 두 점에서 분출되는 유체의 속도를 라고 하면 질량 m의 유체의 위치에너지 mgH, mgH와 분출할 때의 운동에너지 은 각기 같으므

된다.

따라서 단위 체적당 유체의 운동에너지를 H, H로 표시할 수 있으며 이것을 속도수두라고 한다.

관내의 정상적인 흐름에서 중력만이 외력으로 작용하고 마찰이나 그 밖의 손실은 전혀 없다고 하면 관내의 임의의 두 점에서의 단위부피당 유체가 가지는 에너지의 총계는 같아야 한다.

따라서 유체가 임의의 점 A로부터 점 B로 흐르는 사이에 위치수두·압력수두·속도수두의 값은 각기 변화할지 모르지만 이 세 가지 수두의 총계는 같다.

즉 정상적인 흐름에서는 의 관계가 성립한다.

이것을 베르누이의 정리라고 한다.

이 때 H는 세 가지 수두의 총계를 표시하고 이것을 전수두(全水頭)라고 한다.


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