• ベストアンサー

気体の圧力と体積について

社内教育で蒸気釜の取り扱いについての説明をします。 そのときに、実際に釜に入っている蒸気が釜の亀裂等で万が一吹き出したときに常圧でどれくらいの体積分に相当するかということを話しをしたいと思っていますが、なかなか昔の計算式等を思い出せる年齢でもなく困っております。 例えば釜のジャケット(蒸気部)の体積が1立米だとしてその中に0.1Mpa、0.2Mpa、0.3Mpaの圧力で蒸気が入っているときに、常圧に開放した場合何倍に膨れ上がるのか教えていただけないでしょうか。

  • balto
  • お礼率64% (18/28)
  • 化学
  • 回答数2
  • ありがとう数1

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • rnakamra
  • ベストアンサー率59% (761/1282)
回答No.1

この圧力が絶対圧であるかゲージ圧であるかによって答えが変わります。 絶対圧が(x/10)MPaである場合は常圧下では体積はx倍になります。 ゲージ圧が(x/10)MPaである場合は常圧下では体積は(x+1)倍になります。 体積と絶対圧は反比例しますので常圧の2倍の圧力の気体を常圧にすると体積は2倍になるのです。 追記: 圧力を示すMPaは10^6倍を意味する接頭辞M(メガ)と圧力の単位Pa(パスカル)を組み合わせたものです。Paは人名から名づけられた単位であるためその頭文字は必ず大文字となります。

balto
質問者

補足

早速の返答ありがとうございます。 圧力は絶対圧力ではなくゲージ圧力です。 ということは例えば0.1MPaの場合(1/10)MPaとなり、(1+1)倍=2倍ということでよろしいでしょうか。 MPaの単位表記の件ありがとうございます。

その他の回答 (1)

  • rnakamra
  • ベストアンサー率59% (761/1282)
回答No.2

#1のものです。 > 圧力は絶対圧力ではなくゲージ圧力です。 > ということは例えば0.1MPaの場合(1/10)MPaとなり、(1+1)倍=2倍ということでよろしいでしょうか。 それでOK。 #1では書いていませんが、温度が変わらないということと凝集(結露)しないという条件のもとでの話になります。

balto
質問者

お礼

助かりました。どうもありがとうございました。

関連するQ&A

  • 簡易容器(第二種圧力容器、小型圧力容器)

    簡易圧力容器の件で質問です。 開放型タンクの外側にジャケットを取付け、内槽にある製品(液体)を加熱する場合についてご教授お願い致します。 仕様条件 1.タンク内槽容量:1000L 2.タンク内最高使用温度:90度 3.ジャケット容量:200L 4.ジャケットには蒸気(0.19Mpa)投入 5.タンク内槽は開放 6.ジャケットの蒸気入口には0.19Mpaの安全弁付き 7.ジャケットの蒸気出口側は大気開放(排水溝) この条件の場合、ジャケット側が大気圧を超える圧力で、0.1㎥を超えるない容積に該当するので、簡易圧力容器になるのでしょうか? また、簡易圧力容器に該当した場合、官庁関係への届出や、検査申請等の 法的な規制はあるのでしょうか? 以上、宜しくお願いします。

  • 第二種圧力容器について

    初めて質問します。宜しくお願いします。 タンクの設計をしていますが、5トンの開放タンクに内容物過熱の蛇管50Aが60mを取付け0.5MPaの湿り蒸気を入れます。この場合タンクは圧力容器ではないですが、蛇管は第2種圧力容器に相当するのでしょうか? ご回答宜しくお願いいたします。

  • ジャケット内圧力

    容器を加熱するため、容器の外周にジャケットを付けた場合、ジャケット内の圧力はどのようになるのでしょうか。 ジャケットの出入り口のサイズは同じです。 ジャケット入り口に0.1MPaをかけて液体を導入、出口はそのまま開放とします。 内容器にかかる圧力は有るのでしょうか。 出入り口のサイズが同じならば、圧力はかからないような気がするのですが。 ご教授ください。

  • 密閉空間の圧力変化による飽和蒸気圧

    圧力と飽和蒸気圧の関係について質問します。 ある容器内に25℃、0.1MPa(1気圧)、湿度70%の空気があったとします。容器の体積を変えずに乾燥空気(100%乾燥しているとする)を入れていって圧力を上昇、1MPaとなった時、飽和蒸気圧もしくは飽和水蒸気量はどのように計算すればよいのでしょうか? 空気注入はゆっくりと行って、等温変化するとします。 飽和蒸気圧は圧力に依存しないといいますが、上記の場合、空気注入後の空気と水蒸気のモル比が当初の空気より変化するので新たな飽和蒸気圧曲線を考慮して飽和蒸気圧及び飽和水蒸気量を決定しなければならないと考えています。 宜しく回答お願いいたします。

  • エアーの加圧減圧に必要な力と圧力の計算

    エアーシリンダを使って、加圧、及び減圧を行おうとしております。 知識が不足しており、考え方について質問をさせて頂きます。 (1)加圧 体積1Lの閉容器に、同じく体積1Lのエアシリンダを接続して 空気を押し込んだ場合、ボイルシャルルの法則「PV/T=一定」 より気体の体積は半分になるため圧力は倍になり、 容器内圧力は「(大気圧)0.1MPa -> 0.2MPa」になる。 ※温度変化は無いものとする。 この時、エアシリンダを押し込むのに必要な力は、 「面積×圧力」で計算し、シリンダの面積が「0.01m2」 の場合は、「2000N=200kg」以上と考えて良いのでようか? それとも大気圧と、容器内圧力の差圧「0.1MPa」で計算し、 「1000N=100kg」以上と考えるべきなのでしょうか? (2)減圧 同様な環境でエアシリンダを引張って、閉容器内圧力を減圧する場合、 体積が倍になるので、容器内の圧力は半分になり、 [(大気圧)0.1MPa -> 0.05MPa]と考えて良いのでしょうか? また、この時に必要な力の計算方法はどのような式でしょうか? 上記(1)の式にあてはめると、圧力が下がるほど必要な力が 減ってしまいますので別の正解があると思います。 低レベルな質問と承知しておりますが、普段は専門外としている分野なため ご教授頂ければ幸いです。

  • ボイラー読本をお持ちの方、水の蒸気圧と温度の関係を教えてください

    蒸気の圧と温度のグラフがボイラー読本にあったはずなので教えてください。0.1Mpa… ℃、0.15Mpa… ℃、0.2Mpa… ℃、0.25Mpa… ℃、0.3Mpa… ℃くらいまでお願いします。  会社で使っている蒸気釜の安全弁が開きすぎて、内容物のロスがあります。温度計はついているのですが釜内の圧力計はないです。制御は108℃までですが、0.2Mpaの蒸気をつかっているのでその温度で安全弁が動作しないようにしたいのです。ボイラー読本にグラフがあったはずですが、家に見当たらないので質問します。よろしくお願いします。

  • 蒸気の性質

    熱利器の蒸気の性質の問題なのですが… (1)10MPa、550℃の過熱蒸気に同一圧力の飽和水を噴入して蒸気温度を520℃まで下げるには、蒸気1kg当たりどれだけの飽和水が必要か (2)1MPa、乾き度0.51の湿り蒸気を、同一圧力の下で体積が2倍になるまで過熱した時、過熱熱力と過熱後の蒸気の状態は? (3)密閉容器の中に圧力1.2MPa、乾き度0.97の蒸気がある。これを冷却して圧力が0.9MPaとなったとき、蒸気の乾き度はいくらになるか まず(1)は飽和蒸気表より 10MPa、550℃のときh=3499.8(kj/kg) 10MPa、520℃のときh=3425.1 10MPaの飽和温度は310.96℃で比エンタルピーh'=1408.04、h"=2727.7(kj/kg) 表から値はわかるのですが、どの数値をどうやって使ったらよいのかがよくわかりません (2)は、まず同一圧力なので過熱後の圧力の状態は1MPaです。温度は、2倍になりそうですが具体的な数値はどうやって出すのでしょうか? そして湿り蒸気の状態量は hm=(1-0.51)h'+0.51h"=1789.5384 になりました。 ここからどうしてよいのかわかりません ちなみに答は (1)0.037kg (2)Q=1009kj/kg、P=1MPa、T=188℃ (3)0.786 となります。 これらの問題はしっかり意味を理解して解けるようになりたいです…。 理解に時間がかかるかも知れませんが、どなたか考え方のヒント、アドバイスよろしくお願いします

  • 湿り蒸気

    次の問題がわからなくて困ってます。わかる方がいましたら教えてください。 圧力2MPaの湿り蒸気が流れている管がある。(流速は無視してよい)この管に亀裂が生じ、蒸気が大気中に噴出した場合の温度ならびに乾き度を計算したい。 問い:管内の湿り蒸気の乾き度が0.9である場合、出口の温度および乾き度はいくらか。ただし、乾き度が1を超える場合には、乾き度の代わりに過熱蒸気と回答すること。なお、この間の変化は等エンタルピー変化に相当する。

  • 熱工学の問題です

    熱工学の問題です 体積1.5m3の密閉容器内で温度が400℃、圧力が1MPaの蒸気が含まれている。 密閉容器を150℃まで冷却したときの蒸気の乾き度を求めなさい という問題なんですが湿り乾き度と蒸気乾き度のちがいなどがわからず解けません… もし解ける方いらっしゃったらお願いします!

  • 水の流れ方についての質問です

    2022/12/06 17:48 当方、水処理の仕事をしているものです。 大変恐縮ですが下記教えて頂けたら助かります。 4立米の密閉タンクのオーバーフローとして、VP65Aの配管を設置予定です。 普段は窒素パージしているのでシールポットで密閉します。シールポットの排水ラインはVP65Aです。シールポットの大気開放部はタンク高さ2800まで上部に上げて開放してます。 このタンクが万が一オーバーフローした場合にこの大気開放部から水があふれる可能性があるのかが聞きたいのです。大気開放部のパイプ径もVP65Aを考えております。 タンクに流入する水の流量は30立米/h、圧力0.25Mpaとします。 排水部はポットを出た後すぐにチーズとなり一方は大気へもう一方は90度下に落ちてすぐにエルボで水平に走り、その先はエルボ3つチーズ1つで排水ピットに落ちます。水平部は4mです。 以上お手数ですがアドバイスよろしくお願い致します。