車庫内に設置した丸洞の内部に１０Ｗの電球を付けての温度実験、途中結果　２０２１年１１月９日

Birdmanさん

丸洞の天板は普通の合板です。

光って見えるので、私も金属かと思うほどです。

フラッシュをたいているので、その影響ではないでしょうか？

合板の上に杉板で分厚いの（１５０ｍｍ）位のを合板の上に直接載せてあります。

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今回丸洞を５ｃｍもちあげると言うのは、実験の空の丸洞であって、秋入居群には絶対にこの冬の間に四面巣門の様に持ち上げる事は致しません。

入居していない丸洞なので、思い切ったテストができます。

朝の９時に実験の丸洞は５０ｍｍ（５ｃｍ）持ち上げて温度観測を続けています。

４時間経過したので既に結果は見えてました。

コメントをありがとうございます。

おっとりさん

下部の隙間をどのくらい空けると内部の温度変化に影響を及ぼすか？という実験でしょうか？
外に設置してあるため風の影響を排除できず温度変化まで定量的に示すのは非常に難しいです。ですので風の影響を受けない隙間はどれくらいか？という落としどころになってくると思います。
もちろん、測定機期間中の風速がどのくらいか？というデータとも比較しなければならないので測定値の信頼性・再現性という点で定量的に判断するには難しい試験内容だと感じました。

という点を頭に入れつつ私の考察では、5㎝”も”開けると外気の風の影響で隙間を風が吹き抜けてしまい内部の空気を混ぜて温度低下すると思いました。

この理由は流体力学の基本的な考え方である”レイノルズ数”を計算するとある程度判断できるようになります。
例えば、隙間が小さく流れが遅いとその流れは粘性（粘っこさ）の影響を受けてゆっくり進み、押し込む力が抜けると即座に停止してしまいます。
これはハチミツを配管に流した時のようなネバーっとした流れの状態です。
このような流れの様子を”層流”と呼び空気の場合は非常に小さな隙間の中はこのような層流の状態となっているのが一般的な考え方です。

逆に、隙間が大きくなると慣性力が卓越して流れの方々で渦が発生しこの渦によって流体同士が混ざり合って温度も均質になりやすくなります。
このような状態を”乱流”と呼び一般的な部屋とか人間の大きさから見た流れはほぼ乱流であると言えます。

つまり隙間の大きさや風速を大きくすると層流から乱流に流れの様子が変化するのですが、ではどこまでが層流でどこからが乱流か？というのは物の形・流路（隙間）の大きさや流れの速さ、流れるものの種類である程度指標を得ることができ、その指標をレイノルズ数といいます。

レイノルズ数は下式で表すことができますが、
Rhoとμは空気の密度と粘性係数でほぼ不変と考えればⅤとL（つまり風速m/sと代表長さm）で決まります。

　Re＝Rho V L　／　μ

代表長さLはどこの長さか？というのは普通は円管の直径などを使うのですが、巣門となるとどの長さを使うのが正解か分からないので単純に巣門の高さを代表長さLにするとレイノルズ数はおおよそ次のようになります。
（風速Ⅴは1m/sと仮定）

　隙間7mmの時 ：Re＝470
　隙間50mmの時：Re=3350

では、この値が乱流なのかどうかの判定は、臨界レイノルズ数という指標を用います。例として、円管内の流れでは2,300 - 4,000であることが知られています。レイノルズ数が2300と4000間では、層流と乱流ともに起こり得えるということです。
7mmの時はこの臨界レイノルズ数よりもかなり小さいのでこの時の流れは層流と考えて間違いないはずですが、50mmの時は乱流である可能性が高いことになります。
つまり、7mmと50mmでは流れの様子が変わるので内部の流れに影響を及ぼす度合いも変わるでしょう。という事が分かります。
逆に、7mm以下ではRe数が十分小さく流れの様子はあまり変わらないことが予想されるので温度の変化も小さいと考えられます。

決定的に何かを決める指標はむずかしいですが、Re数を使って整理すると使っている巣箱の限界レイノルズ数が分ってくるかもしれません（温度変化が顕著になる巣門高さがあるかもしれないのでそこが臨界レイノルズ数といえるかもしれません）

参考になるかわかりませんが、レイノルズ数の観点から少し考えてみると面白いかもしれないと思いました。

ちなみに風速Ⅴは周囲の風速ではなくて隙間を流れる風の速さを使います。
この風速の推算はまた少し難しいですが、外気の風の強さ（つまり風圧（動圧））と巣門の設計に影響されます。

つまり巣門に入る風量（風速）の考え方は

押し込む力（外気の速さから得られる動圧）

と

流路抵抗（巣門の高さ・幅・長さ（巣箱厚さ）から得られる抵抗係数）

などから算出できるはずです。

従来の1面巣門はそもそも流れが前後に通過せずせき止められるので簡易的に計算するのは難しいですが最近流行りの4面巣門ならある程度推算はできそうかな？と思います。

おっとりさん　　おがおがさんが言われているとおり、やはり50mm上げるのは上げすぎかもしれませんね。基本が7mm程度なので。

それもですが、以前からこの秋入居群の内見画像を見ていて思っていたのですが、この群れの巣が付いている丸胴の天井は、金属なのでしょうか。画像からは、丸味がある金属のように見えますが。

おっとりさん　　巣が付いているのは、普通の合板なんですね。了解しました。