全水頭とは？
全水頭（H）とは、流れている流体が単位重量あたりに持つ全機械的エネルギーを、流体柱の高さ（メートル）として表したものです。ベルヌーイの式から導かれ、位置エネルギー（位置）、圧力エネルギー（流れの仕事）、運動エネルギー（速度）という3つのエネルギーを合わせて表します。ポンプの選定、配管網の解析、流れの系における2点間のエネルギー保存の確認など、さまざまな場面で活用されます。
計算ツールの使い方
基準面からの流体の高さ z、静圧 P（パスカル）、流速 v（m/s）、流体密度 ρ（水なら1000 kg/m³）、重力加速度 g（標準値9.81 m/s²）を入力してください。本ツールは全水頭に加え、各成分の値も個別に算出するため、エネルギーがどのように配分されているかが一目で分かります。
計算式の解説
全水頭は $$H = z + \frac{P}{\rho g} + \frac{v^{2}}{2g}$$ で求められます。第1項は位置水頭で、高さそのものを表します。第2項 \(\frac{P}{\rho g}\) は圧力水頭で、その圧力を生み出すのに相当する流体の高さです。第3項 \(\frac{v^{2}}{2g}\) は速度水頭で、運動エネルギーを高さに換算したものです。3つの項はいずれも同じ単位（メートル）をもつため、そのまま足し合わせることができます。
計算例
z = 10 m、P = 200,000 Pa、v = 4 m/s、ρ = 1000 kg/m³、g = 9.81 m/s² とします。圧力水頭 $$= \frac{200000}{1000 \times 9.81} = 20.387 \text{ m}$$ 速度水頭 $$= \frac{4^{2}}{2 \times 9.81} = \frac{16}{19.62} = 0.8155 \text{ m}$$ 全水頭 $$= 10 + 20.387 + 0.8155 = 31.203 \text{ m}$$ となります。
よくある質問
ゲージ圧と絶対圧、どちらを使えばよいですか？ 用途に応じて必要な基準を選んでください。系内でエネルギーを比較する場合は、ゲージ圧を使うのが一般的です。
密度はどの値を使えばよいですか？ 常温の水でおよそ1000 kg/m³です。それ以外の液体や気体では、実際の流体の密度を入力してください。
重力加速度は変更できますか？ はい。他の天体の条件に合わせたり、標準重力として9.80665 m/s²を使ったりと、自由に調整できます。
