• 締切済み

水と空気を同断面積で吸引すると,それぞれ体積比は?

流体力学の質問です. 水と空気を吸引するときに,水と空気の体積の比はどうなりますか? ブロワによって負圧を作り出し,水と空気を吸引する場合にその吸引体積は比重に影響を受けるかどうかをおたずねしたいです. 感覚としては,水よりも空気のほうが密度が小さいのでたくさん吸引されると考えています. 比重は,水 1000kg/m3,空気 1.293kg/m3と仮定しています. 参考文献などありましたら,教えていただけると助かります。 よろしくお願いします!

みんなの回答

  • lumiheart
  • ベストアンサー率48% (1103/2297)
回答No.5

回答3追記 必要な流速は100[m/s]って書いた根拠ですが 闇雲な数字を書いたんでなくて 液体を吸える業務用掃除機 これに近い値は必要でしょう https://www.monotaro.com/g/00187513/ 肝心の真空圧とか流速が見つからないけど 辛うじて https://biz.chiko-airtec.jp/faq/sl005 >高圧型集塵機では、30~100m/sと考えるとよいでしょう。 https://www.murakoshi.jp/dust_collecter/dc14/ >さらに重くてぬれた粉塵は25m/s以上

  • ohkawa3
  • ベストアンサー率59% (1345/2267)
回答No.4

回答(3)さんのご指摘に賛同します。並のシミュレータで解析不能に陥る可能性が高いとすれば、実験をすることにしましょう。 現実に起こる現象は、高校の物理の問題のように、明快な答えがあるものばかりではありません。 >どーころんでも、ゴボッゴボッの泡と泡の連続 >水中ポンプで吸入口まで水位が下がって >空気を噛み込みながらも辛うじて送水を維持してる状態に近いか >普通の流体シミュレータはそのような状態はエラーとなって演算中>止じゃあないかな?

  • lumiheart
  • ベストアンサー率48% (1103/2297)
回答No.3

>流速1.94[m/s]はとなっています. 書き間違いでなければ、このような超が憑く低速じゃあ吸えないであろう せめて音速に近く100[m/s]以上は欲しい >仮に吸引の比率が1:1が維持される場合 1時間当たりの平均ならともかくとして 1:1が維持されることはないであろう どーころんでも、ゴボッゴボッの泡と泡の連続 水中ポンプで吸入口まで水位が下がって 空気を噛み込みながらも辛うじて送水を維持してる状態に近いか 普通の流体シミュレータはそのような状態はエラーとなって演算中止じゃあないかな? 連続体 https://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%80%A3%E7%B6%9A%E4%BD%93%E5%8A%9B%E5%AD%A6

  • FattyBear
  • ベストアンサー率32% (1221/3729)
回答No.2

他の方と同じ考え方です。相当な負圧で引き込まないと水は吸い込まないと思います。 単純に空気は水より軽いのでたくさん吸い込むと思います。強力な負圧で水を吸いこむ 状況になっても空気の吸い込む量は水の量より多いと思います。 ですから吸い込む量(体積)は比重に影響すると思います。 仮に油と水の境界面にホース断面をもっていって吸引する場合も同じかと。 流出油の回収時の状況ですね。

  • ohkawa3
  • ベストアンサー率59% (1345/2267)
回答No.1

吸引の速度によって答えが変わってきそうですね。 吸引の速度が遅ければ、空気だけが吸い込まれて、水は吸い込まれない状況が想定できそうです。 速度が速くなると、水面が波立って、水滴が発生すれば、水滴は空気に流されて吸引されると思います。また、水面が変動するので、空気と水の面積比1:1が崩れることも予想されます。 水面の変動が大きくなって、吸い込み口全体が水に浸かれば、その瞬間は水100%が吸い込まれるでしょう。さらにその反動で次の瞬間には水面が低下するので、空気主体で水滴が吸い込まれるような状態となるので、空気と水の比率は大きな変化を繰り返すことになるように想像します。 ごちゃごちゃ書きましたが、答えはシンプルではないことが想定されるので、信頼できる流体シミュレータを使って計算することをお勧めしたいと思います。

wavy31960
質問者

補足

ご回答していただきありがとうございます! 流体シミュレータの使用も検討させていただきます. 補足なのですが,吸引のスペックは,負圧が700[mmAg](約8.68[kPa])で流量は110[m^3/s],ホース直径が約0.15[m]なので断面積は0.0176[m^2],流速1.94[m/s]はとなっています. また,仮に吸引の比率が1:1が維持される場合には,比重がどのように影響すると考えますでしょうか?

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