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バッファタンクの容積・ノズル径の計算

  • 質問No.9452392
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コンプレッサの予備バッファタンクを設定し、一度に開放する空気量を
確保したいよ考えています。(メインレシーバータンクとは別に設定する
必要があるためです)
このバッファタンクの容積を計算したいと思います。

書籍等、参考にしていますがうまく行きません。
御教授頂けるようお願いします。

タンク内に蓄積された圧空がタンク外に放出される場合の時間・断面積
・タンク容積は
下記より算出できます。

T=5.21×V/S×( (P0+0.1013)/0.1013-1)^0.5 - (P+0.1013)/0.1013-1)^0.5 )
より
P=0.005MPa
P0=0.5MPa
S=366.4mm2(ノズル径 20A,内径…φ21.6mmとして)
T=60sec
の条件でVを求めると

V=T×S/(5.21×( ( (P0+0.1013)/0.1013-1)^0.5 - ( (P+0.1013)/0.1013-1)^0.5 ) )
=60×336.4/(5.21×( ( (0.5+0.1013)/0.1013-1)^0.5-( (0.005+0.1013)/0.1013-1)^0.5) )
 =1937.5L

となります。…?(大きすぎると思います)

別な観点からPV=P'V'から、必要流量 V'=3.34m3/minとして、その時の圧P'=0.005MPaと
した場合、圧縮する圧をP=0.5MPaの時のタンク容積は33.4Lとなります。
仮にこの計算が正しいとして、タンクから大気開放した場合の
断面積(ノズル)は
S=12.1×V/t×Log10((Ps+0.1/(P+0.1))×√(293/T)
で求められるはずで
S=12.1×33.4/60×Log10((0.5+0.1/(0.005+0.1))×√(293/40)=13.8mm2
(径で3.71mmとなります)
この時のノズル通過速度を求めると
V=Q/A=3.34(m3/min)/(0.00371^2×π/4×60)=5149.4m/sec
となり音速をはるか上回ってしまいます。
通常、亜音速流れになると聞いておりますので、
上記はあり得ないと思います。…?

質問は

1.適正なタンク容積の設定
2.ノズルを20Aとした場合、3.34m3/minが可能な算術
 (亜音速流れで)

条件
・タンク内圧力:0.5MPa
・開放後のタンク内残留圧力:0.005MPa
・外気温度:最大40℃

宜しくお願い申し上げます。

回答 (全2件)

  • 回答No.2
私も回答(1)mina さんと同様に良く理解していませんが,ただ一つ思いついたのは
条件
・タンク内圧力:0.5MPa
・開放後のタンク内残留圧力:0.005MPa
をそのまま計算式に当てこんでいないでしょうか?

流量,圧力を計算する時は大気圧約0.1MPaを加えた値で計算する必要がありませんか?
  • 回答No.1
すみません。
小生がわかれば是非回答したいと考えていたのですが、単位系や計算式の詳細が上記からは読み取れず、全く貴殿の意図が読み切れずにいます。
せめて、単位系の統一をお願いできませんか?(求められるはずで・・・と言われても、我々は何とも言えません。)
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