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空気圧力から物体を飛ばす初速度の求め方について
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- 使用する鋼球の重さと直径、エアー圧の範囲を示しながら、力学的な計算式を用いて初速度を求めようとしています。
- しかし、計算した結果が思ったようにならず、困っています。物理に詳しい方に助言をいただきたいです。
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0.7Mpa で2 m3/m の空気消費量の エアーツール用のエアーホースのサイズの検討をしています。ホース長さは10ｍです。インターネットで圧縮空気の圧力損失の計算方法を検索して出てきた複数のサイトでの内径25ｍｍでの計算結果に大きな違いがあり戸惑っています。 一つは 計算式：dP=f*Lp*Va^2/(2*d/Da) dP :圧力損失(Pa) f :摩擦係数 Lp :配管長さ(m) Va :空気流速(m/s) d :配管内径(m) Da :密度(kg/m3) Re :ﾚｲﾉﾙｽﾞ数 Via:空気の動粘度(m2/s) 計算条件：管内径 25ｍｍ, 圧力0.7Mpa, 流量 2m3/m, 温度20°C, 配管長さ 10ｍ, 内面粗さ 0.05ｍｍ 結果：圧力損失 205.8 Kpa, 流速 67.92m/s, レイノルズ数 909479 もう一つは ?p＝9.2×10^-3×μ×L×γ×Q^2/｛d＾5×（0.1013+p）＾2｝ ?P(MPa) 配管の圧力損失 p(MPa) 元圧力 L(m) 配管長さ d(mm) 配管内径 μ 摩擦係数 ゴムホース0.0097 t(℃) 空気温度 γ (kg/m3) 空気密度 γ＝1.204×（0.1013+p）/0.1013×293/（273+t） 〔kg/m^3〕 20℃・大気圧・乾燥空気 ＝1.204kg/m3とする 計算条件：ホース内径 25mm, 圧力0.7Mpa, 流量 2m3/m, 温度20°C, ホース長さ 10ｍ 結果：圧力損失 5.49 Kpa, 流速 67.92m/s となり205.8Kpaと5.49Kpaという結果が出ています。厳密な値を求めているわけではないのですが違いが大きぎるのではないかと思い質問する次第です。 質問１：どちらのほうが現実的な値に見えるでしょうか？ 質問２：このような違いが生じる原因としてはどのようなことが考えられるでしょう？ ------ 私の何か勘違い？ 質問３：空気の管(ホース）内流速が67.92m/s となっていますがエアーツールへの0.7Mpa 圧縮空気の供給ではこれぐらいの流速は一般的なものでしょうか？ほかのエアーツールのサイトで示されているカタログでの必要空気流量と推奨ホースサイズから計算すると空気の流速は100m/sを越えるものもあるようですがそんなものでしょうか？ よろしくお願いいたします。
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