エンジン 境界層 boundary layer

• 2019/05/07

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空気や水などの粘性の小さい流体の流れと、そのなかに置かれた物体の表面との間にできる速度勾配をもつ層。この層の外側は近似的に完全流体とみなせるが、内側では粘性の影響を考える必要がある。1904年に、ドイツのL.プラントル(1875～ 1953年)はこれを境界層と名付けた。境界層が物体の全表面を覆うときには、物体表面には摩擦力が働くがその値はきわめて小さく、このような物体を流線形という。球や立方体のようなずんぐりした物体では、境界層は物体表面からはがれて、物体の背後に渦の群れをつくり圧力が下がるので、物体には大きな抵抗(圧力抵抗)が働く。エンジンにおいては、吸気マニホールドやシリンダーライナーの内面において接する流体の動きがきわめて小さくなる層のこと。この部分で大きな温度変化が起こるため、シリンダー中心部のガス温度が2000℃以上(2273k)であってもシリンダー内壁の温度を200℃以内に収めることができる。一方、吸気マニホールド内の境界層が大きくなると、吸気が有効に流れる部分の面積が小さくなるため吸気抵抗は増大する。

-大車林