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熱を持った圧縮空気の圧力損失計算に疑問がある
2023/10/21 01:45
- 熱を持った圧縮空気の圧力損失計算について質問します。当社が作成したエクセルでは、吐出部の断面積が大きくなると圧損値が高くなります。しかし、入口圧力よりも高い圧力損失が起こることに疑問を感じています。
- 実際の使用条件を入力すると、エクセルでは意図した値が返ってきます。しかし、吐出部断面積を大きくすると予想よりも高い圧損値が計算されます。この結果に納得できないため、計算上の間違いや他の要因があるのかを知りたいと思っています。
- 誰かがこの疑問について説明してくれることを願っています。熱を持った圧縮空気の圧力損失計算に明確な答えを求めています。
熱を持った圧縮空気の圧力損失計算について
2022/08/12 11:03
圧力損失の計算に関して質問です。
http://www.tomoeshokai.co.jp/tec_info/other/gas.html
https://www.ryutai.co.jp/shiryou/gas/gas-01.htm
https://www.meijiair.co.jp/technology/gun/nozzle.html
上記3件のURLを参考に、
以下の項目
・配管直径
・配管長さ
・エア吐出部断面積
・配管の温度（気体の温度）
・入口圧力
を入力すれば、
・気体密度
・気体流量
を計算し、それらの値から一番上のURLにある式に従い、
圧力損失の値を計算するエクセルを作成しました。
作成したエクセルの、
吐出部の断面積から求められる圧損値に疑問を感じています。
当社の現実的な使用条件を入力すると、現実的な圧損値が返ってきました。
・配管直径 0.8cm
・配管長さ 9m
・エア吐出部断面積 8mm^2
・配管の温度（気体の温度） 180℃
・入口圧力 400kPa
上記条件の場合、圧損値は27209Pa(27kPa)ほどとなり納得できるのですが、
上記条件の吐出部断面積を試しに、100mm^2とすると4251kPaほどの値が返ってきます。
参考にした式に従っていくと、断面積が大きくなれば、流量の値が大きくなり、それに伴い圧損値も大きくなります。
入口圧力よりも高い圧力損失が起こるという結果が納得できないのですが、
どこかに明確な計算上の間違いがあるのか、その他の要因なのか…
どなたか説明頂けないでしょうか？
以上、宜しくお願い致します。
回答 （5件中 1～5件目)
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ニュートン流体
壁面に接触するほうが抵抗は高く 中央に行くほど低くなります
ある断面における空気が壁面に触れる線長は
径(断面積)がでかくなればなるほど増えるので
あってますよ
吐出部断面積を100mm^2仮定すると直径で11.3mmに相当します。
パイプの内径が0.8cm（8mm）としていますから、パイプの径よりもノズルの径が大きい状況を仮定しており、ノズルから噴出するガスの量を計算する式を当てはめることが不適切な状況です。
また、ガス流量の式は、管内のガス圧がほぼ一定（入口と出口の圧力差が少ない）場合に適用可能であって、入口に0.4MPaを加えて、出口は大気に開放のような極端な圧力差がある場合では、誤差が大きくなると思います。
