制限オリフィス計算法

Question

制限オリフィスの設計をしなくてはならないのですが計算方法がよくわかりません。なにか参考資料等知りませんでしょうか？JISのオリフィス計算となにか違うのでしょうか？何か知っている方がいらっしゃったらよろしくお願いします。

Accepted Answer

リストリクション（制限）オリフィス計算式
確たる文献からではなく、何時の間にか持っていた私の資料から。
すみません、信用できないですよね。
でも私はこれで結構設計してます。今のところクレームはありません。

ー液体の場合ー
ｄ＝√W/40・C・√G（P1-P2）
　　↑式全体にかかるルートです。
d：絞り穴の直径（mm）
W：質量流量（kg/h）
40：定数
C：流量係数　　t（オリフィス板厚）d/8以下ならばC=0.62
d/8＜t＜d　ならばC＝0.8
dがt以上ならば　C＝1.0
G：流体比重
P1、P2：オリフィスの前後圧力（kg/cm2）

制限オリフィスは弁等に変わり、流体の流れを固定的に制限する物。
流量制限・下流側圧力の規制・脈動などの緩衝効果
乱流を起こして混合効果を得る。
等に用います。

Answer

こんなに回答が増えてから書くのは，恐縮です。

１．配管径Ｄとオリフィス径ｄの関係

Ｄ＝ｄならば，流量係数Ｃ＝１．０ですよね。
そしてＤ＞ｄならば，Ｃ＜１．０のようになりそうです。
　つまりｄ／Ｄの比が小さくなると，Ｃは小さくなります。しかし，オリフィス穴の面取りなどでＣは変わります。面取りなしで，ｄ／Ｄ＝０．１ならば，Ｃ＝０．６ぐらいです。（実験によって）

２．キャビテーション

キャビテーションというよりも，オリフィス出口では，水をグシャグシャに掻き回した状態になります。これは，オリフィスの前後で，圧力損失を起こさせるためであって，それが水の乱れと音に化けるのです。
　３００ｋＰａでは，水の乱れで気泡ができることはありませんが，配管内面が浸食されるので，オーステナイトステンレス材にすることが多いです。ちなみに，１０００ｋＰａを超えるようだと，オリフィスを２段，３段と増やしていきます。

＊（小さな声で）原理は「ベルヌーイの定理」です。

Answer

>キャビテーションの発生有無を確認したいのですがなにかありますか？ちなみに流体：水　差圧：300kpaです。

大なり小なりキャビテーション現象は起こると思います。
下記ご参照ください。
http://www.tuat.ac.jp/~kamelab/list2/cav.htm
http://www.fluidlab.naoe.t.u-tokyo.ac.jp/Research/Cav/whatis.html

Answer

特に規格は見当たりません。
流体関係の書籍記載の算出式にも
特に配管径は入っていません。
元々オリフィスを挿入する場合、そこで
流速も決まる（落ちる）ので、質量流量、
圧力を考慮するだけで間違えないと思います。

Answer

>制限オリフィスは何か規格等で規定されているのでしょうか
勉強不足で規格については不明です。（無いと思いますがもう少し私も調べてみます。）
考え方はトリチェリの定理だったと思います。

>配管径を入力する項目が無いですが、すべての径にあてはまるのでしょうか？ 
オリフィス計算では配管径は出てきませんね。
流量・差圧か出ていれば、径に係るのは流速という事になりますが、
オリフィス前後の流速は関係無いと考えます。

具体的に記載ある文献など、私ももう少し調査してみます。
（自分も勉強します。すみません。）

Answer

#1の追伸です。
計算式の2個目の√は
G（P1-P2）にかかります。

制限オリフィス計算法とは？