物理学者とエンジニアは、ポアズイユの法則を使用して、パイプを通る水の速度を予測します。 この関係は、流れが層流であるという仮定に基づいています。これは、水道管よりも小さな毛細管に適用できる理想化です。 流体とパイプ壁との相互作用によって引き起こされる摩擦と同様に、乱流はほとんどの場合、より大きなパイプの要因です。 これらの要因、特に乱気流を定量化することは困難であり、ポアズイユの法則は常に正確な近似を与えるとは限りません。 ただし、一定の圧力を維持している場合、この法則により、パイプの寸法を変更したときに流量がどのように異なるかを知ることができます。
ポアズイユの法則の声明
ポアズイユの法則は、ハーゲン・ポアズイユの法則と呼ばれることもあります。 研究者、フランスの物理学者ジャン・レナード・マリー・ポワズイユ、ドイツの水力エンジニア、ゴットヒルフ・ハーゲン 1800年代。 この法則によれば、長さL、半径rのパイプを通る流量（F）は次の式で与えられます。
F = \ frac {\ pi（P_1-P_2）r ^ 4} {8 \ eta L}
ここでP1-P2 はパイプの両端間の圧力差であり、ηは流体の粘度です。
この比率を逆にすることにより、関連する量、流れに対する抵抗（R）を導き出すことができます。
R = \ frac {1} {F} = \ frac {8 \ eta L} {\ pi（P_1-P_2）r ^ 4}
温度が変わらない限り、水の粘度は一定に保たれます。 一定の圧力と一定のパイプ長の下での水システムの流量は、ポアズイユの法則を次のように書き直すことができます。
F = Kr ^ 4
ここで、Kは定数です。
流量の比較
水システムを一定の圧力に維持している場合は、調べた後に定数Kの値を計算できます。 周囲温度での水の粘度を上げ、それをあなたと互換性のある単位で表現します 測定。 パイプの長さを一定に保つことで、4番目のパイプの間に比例関係ができます。 半径と流量の累乗、および変更したときに速度がどのように変化するかを計算できます 半径。 半径を一定に保ち、パイプの長さを変えることも可能ですが、これには別の定数が必要になります。 流量の予測値と測定値を比較すると、乱流と摩擦がどの程度影響するかがわかります。 結果、およびこの情報を予測計算に織り込んで、より正確にすることができます。