流速計による流量測定方法
流量計は、一般に口径が大きくなると、急激に価格が上がります。したがって、大口径管路の流量を測定するとき、流量測定に要する費用は相当多額になります。高精度の測定を行う必要があるときは、これはやむを得ないことですが、さほど測定精度を必要としない場合には、流速計を使用する方法が現実的な選択の1つとなります。また、流速計を使用する方法は、流量測定に伴う圧力損失が少ないので、省エネルギーにもなります。
管路内の1点の流速を測定して、全体の流量を求める場合には、まず管内の流速分布について知らなければなりません。
管路内の流速分布
管路内の流速分布は、流れが十分な直管部分を通ったあとでは、中心対称の流れとなります。また、流速が遅いときは流体の分子が層状となって整然と流れますが、流速が速くなると流体の分子が入り乱れた状態となります。前者を層流、後者を乱流と言い、この分かれ目は式（1）で定義されるレイノルズ数によって決まります。
乱流の場合、管路内の流速分布は、下記の指数法則の式に従います。
平均流速点の位置
上記のデータより、平均流速と中心流速の比や、平均流速が得られる位置（平均流速点）を求めることができます。後者の結果を表2に示します。ただし、γxmは平均流速点の管中心からの距離です。
これを見ると、レイノルズ数すなわち流速が大幅に変わっても、平均流速点の位置はあまり変化しないことがわかります。つまり、管壁から管直径の12％の位置に流速計を挿入すれば、おおむね平均流速を知ることができます。
ただし上記の方法は、流速分布の乱れがないことが前提となっています。したがって、流速計の上流側に弁や曲がりがある場合には適用困難です。そのときは、複数の流速計を使う方法がありますが、これについては別の機会に説明します。
引用文献
1）松山 裕：実用流量測定、省エネルギーセンター（1995）
