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圧力タンクからの噴き出し空気量について
noname#230359の回答
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> 圧縮流体について初心者なのですが、どなたかご教授下さい。 なので、説明が難しいです。 圧縮流体でない水力学で基本内容を確認し、圧縮流体(気体)も含む流体力学を確認する方が 解り易いと考えます。 > 9.5m3の圧力タンクに0.15MPaの圧縮空気を貯留し、タンク吐出バルブ50Aは閉にしています。 でのタンク吐出バルブ50Aの前に明けているタンクの穴又はねじ穴の径は何mmでしょうか？ その穴径内の流速の求め方は、トリチェリーの定理で求めます。 トリチェリーの定理の内容はURLで確認くださいって書くと、圧力が液体の高さに変わって いて？？？と感じると思います。 でも、圧力 ⇔ 液体(気体を含む流体)の高さ (相互変換)が可能です。 水柱10mの底の圧力は約1kg/cm2(約0.1MPa)です。 海中や水中を10m潜る毎に、約1kg/cm2(約0.1MPa)の圧力が加わることと同じです。 空気では、大気圧である約0.1MPaは大気層の底(海抜零m)の値と同じ、となります。 富士山やエベレスト山頂の気圧は、約0.1MPaより小さくなることでも判ります。 では、どのように変換するかは、ベルヌーイの定理(Bernoulli's theorem) を使用します。 p/ρg＋z＋v^2/2g＝const.(一定) で、単位は[m]≪水なら水柱の高さに相当≫ と書くと、また？？？でしょう。 単位が同じなら、p/ρg＝zの式の単位は[m]で、p＝z×ρgの式の単位は[MPa]等の圧力となる。 以上のように相互変換が可能になります。 トリチェリーの定理で、流速が求まれば配管の内径から断面積を求め、流量を算出できます。 以上が基本です。 さて、今回は圧力損失で途中計算を行なう内容なので、他の回答者さんも記述していますが、 Ａ）タンク吐出バルブ50Aの前に明けているタンクの穴又はねじ穴の径や長さ、タンクとの 接続仕様、等々での圧力損失を資料等で確認する。 Ｂ）タンク吐出バルブ50Aの圧力損失を資料等で確認する、又はCv値から圧力損失を算出する。 Ｃ）吐出バルブの先には30mのVP管が敷設の圧力損失を資料等で確認する。 にて、タンク圧力0.15MPa－{Ａ）の圧力損失＋Ｂ）の圧力損失＋Ｃ）の圧力損失} で求めた圧力が、大気解放前の50A？VP管の圧力です。 その圧力から、トリチェリーの定理で流速を求め、50AのVP管の内径から断面積を求め、 流量を算出するとなります。 ベルヌーイの定理やトリチェリーの定理は、理解度を深めるために貴殿でも他のURLを検索で 見つけ確認してください。 それと、空気？の圧力損失URLもです。(多分、大きな図書館等の方が見つけ易いかな？) 空気？の圧力損失は、ＳＭＣさん等の空圧メーカーの講習を受けるや、技術資料を有料等で 購入するか、譲り受けるかでも確認ができます。 以上が、他の流体でも応用ができる基本的な算出手順です。
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お礼
ご丁寧にご回答頂きまして、どうもありがとうございます。 参考のURLもご教授頂きましたので、勉強してなんとか答えを導きたいと 思います。 お手数ですが、もう一つ教えて下さい。 配管等の圧力損失を経てタンク内圧力空気が大気開放されるとき、 ?大気開放部では圧力０(タンク内の圧力は全て圧力損失で失われる)、 ?大気開放部では圧力０以上(タンク内の圧力は先端部でも残る) の二通りの考え方が有るのでしょうか？ お手数ですが、宜しくお願いいたします。