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送風機の吐出流量について
2023/09/07 05:39
- 送風機の吐出流量に関して異なる測定箇所からの算出結果に困っています。
- 送風機吐出後のダクト上流とダクト下流で風速測定値に差があり、流量値にも差が出ています。
- 流路からの圧力損失が原因かどうか疑問を抱いており、本当の流量を知りたいです。
送風機の吐出流量について
2007/03/29 14:48
先日、ファンの性能を確認するのに流量を測定した際、測定箇所が異なると流量に異なる算出結果が出てしまい困っております。測定方法及び算出方法は以下の通りです。
?測定断面を等間隔に分割し、風速計を用いて各測点数の流速（m/s）を算出
?全流速の和を測定点数で割り、平均流速を算出
?平均流速×測定断面積（m^2）×3600＝流量（m^3/h）
というように、一応JIS8330 2000に沿って行っております。
さて、現在悩んでいるのは、送風機吐出後のダクト上流（A）とダクト下流（B）で風速測定値に差が出てしまい、その結果当然流量値にも差が出ているというところです。
（A)と（B)では流路は分岐することなく、また途中で漏えいしているわけでもないので、同じ値になることが理想的なのですが、（A)と（B)の間でエルボがあったり、ダンパがあったりと損失を受ける条件が整っています。
以上から、とりあえず簡単に「流路からの圧力損失（管摩擦損失）」で流速が落ちていると言いきってしまいたいところなんですが、私自身納得出来ておりません。
実際、損失があるとは言え、ファンが吐き出す流量は測定点によって異なるはずはないとも考えられるし、また上流と下流で風速に変化が出るといった資料をなかなか見付けられないため。（ダルシーワイズバッハの式等、損失が出るというのは色々と文献に載ってはいるようですが、それを流速・流量に結びつけて良いものかどうか？）（A)と（B)どちらが本当の流量なのでしょうか・・・
ご存じの方がいらっしゃったらご教授お願い致します。
質問者が選んだベストアンサー
風速とか流量とかどのような定義を用いられているかはっきりしませんので
的外れな回答かもしれませんが、漏れが無い場合、各断面で一定になるのは、
密度X断面積X速度
と理解しています。いわゆる分岐が無い場合の連続の式。
断面積が一定でも、圧力損失により圧力が下がれば、つまり密度が変われば
体積流量は断面によって異なってくると思いますが、密度の補正をしても
質量流量が同じにならない、というのが現在の状況ですか？
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その他の回答 （5件中 1～5件目)
JIS8330はダクト内の流れが安定している事が前提になっています。
おそらく、送風機ボスの影響などできちんと測れていないだけなのではないでしょうか。
計測点数を増やすか、整流装置をつけてやるかする必要があります。
この現象をどう理解したらとお考えのようですが、参考意見を述べます。
１．ダクト内の流れは、定常流れであれば、
（１）質量保存の法則（回答（３）さんの質量流量一定が成り立つ）
（２）エネルギー保存の法則（ベルヌーイの定理、圧力変化と流速に関係）
の二つが同時に成り立つ、二つが支配する世界です。
（温度変化があれば、温度変化の修正項が追加されますが。）
この二法則から現象が解析できるはずです。
２．風速測定から風量を算出することは、基本的に風速の分布がダクト内である一定の分布をすることが前提になります。
その前提が崩れれば、例えば、Ａ点とＢ点のダクト断面内での速度分布が違ってくれば、当然、両点での風量も違うはずです（回答（２）さんはこのことを指摘されています）。
一体どんな風速計で測定したのかが問題と思う
所謂、乱流、圧力波の類の影響と思います
http://www.webshiro.com/syouhinsetumei/MC41SA-79.htm
http://www.testo.jp/products/04/testo415.html
このような風速計は原理的にピンポントの或る点の風速しか測定できない
http://www.webshiro.com/syouhinsetumei/MD34-4170T.htm
ダクト外径＝風速計ファン外形であれば誤差は少ないと思うが
液体流量であればポンプの前と後ろでは漏れ以上の誤差はあまりありませんが
http://www.yokogawa.co.jp/fld/flow/fld-flow-01jp.htm
http://www.compoclub.com/products/recommend/magnew/index.html
気体流量測定はかなり難しい
http://www.ryutai.co.jp/frame/fq-a.htm
A6. 流量計精度に与える配管直管長さの影響
今回の実験風量と内圧が不明ですが理論的に漏れが無ければ（A)も（B)も風量は一定です。私の仕事で利用する空調用ダクトでは漏れは確実にあり、内圧、ダクトの種類（加工方法）、途中のダンパの種類によりその量は変わってきます。それを前提に送風機を決定いたします。
正確な送風機の風量を測定するには、これら漏れをゼロに近づけるため、各所にシール処理が必要です。また風速が早くなれば乱流が発生しますから、なるべく大きなダクトにする必要があります（風速2ｍ/S以下でしょうか・・・）。
もちろんエルボなど風速が乱れる部分から十分に離れた点を測定点にする必要があります。
お礼
2007/03/29 16:32
早期に回答頂きありがとうございました。
私も納得で、流量は変わらない気がします。
但し、一方でそれは非粘性流体の世界だけだろうとも考えております。
一般に文献に取り上げられている圧力損失が引き起こす現象は、一体どんな影響として出るのか。エネルギーという観点で言えば、流速もエネルギーとして考えられ、圧力損失により静圧及び動圧が減少してもおかしくはないのでは？と考えたり。しかし、常に一定の動力でモーターが吐き出す流量は一定なわけで、流量が減るなんてことはない・・・。
圧力損失が引き起こすものとは何なんでしょうか？