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2009/02/08 01:24
初歩的な質問で申し訳ないのですが
流量の調整をしようと思い、精密レギュレータで圧を下げて速度を上げてみようとしたところ上司に
「圧力の調整をしても流量は変わらない」
と言われたのですが
私の考えでは
ベルヌーイの法則より
圧を下げてやれば速度が増す→流量が増える
と思うのですが、間違っているのでしょうか
そもそも圧を調整して速度を変えることはできず
速度を調整することによって、圧が変わるだけなのでしょうか
学生時代に使用していた教科書を読み返してみても納得できる内容が載っていなかったもので・・・・・
初歩的な質問で本当に申し訳ないのですが
よろしくお願いいたします
Q1
流量調整をしようと思い、レギュレータで圧を下げて(上げての誤り)
速度を上げてみようとしたところ上司に
「圧力の調整をしても流量は変わらない」と言われたのですが
私の考えでは、ベルヌーイの法則より
圧を下げてやれば速度が増す→流量が増える
と思うのですが、間違っているのでしょうか?
A1
基本的に合っていますが、使用上では合っていません。その理由は、
レギュレータの圧力設定は、最高使用圧力が非常に低い機器を使用
していない場合は、コンプレッサーユニットから安定した圧力が
得られる最高の圧力で設定します。
因って、圧力を下げる事で速度を下げる事は可能ですが、
圧力を上げる事で速度を上げる事は、安定した圧力上昇が得られない
事で速度が上がらない。
同じ圧力で、断面積を大きくして流量を上げる(流量調節弁を開ける)
調整をしなさいが、貴殿の上司の考えでしょう。
追加のQ1
流量調整をしようと思い、レギュレータで圧を下げて(上げての誤り
ではないのでは<貴殿の感覚では>)速度を上げてみようとしたところ
追加のA1
エネルギー保存の法則の観点からでは、
圧力が下がる(圧力水頭に相当)と流量が上がらない(速度水頭に相当)
とその和は一定になりませんが、今回は、
レギュレータの後の配管径(φAmm)で考察しますと、
圧力が高い×φAmmと、圧力が低い×φAmmでは、圧力が高い方が
流量が多く流れます。
これは、圧力水頭のエネルギー換算 = 速度水頭のエネルギー換算
によって計算され、圧力を速度に変換する時のルールです。
<同じ位置水頭に換算され、単位はmなので = で結び移項ができる>
以上です。
この森を『ベルヌーイ』で検索(すべて検索)しますと
小生を含めました、詳細な計算事例の投稿がありますので
確認して下さい。其方の方が、事例があり判り易いです。
トリチェリーの定理も、位置 ⇒ 速度変換で判り易いですよ。
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身近な所で
水道の蛇口の開度が 大きい場合 と 小さい場合
どちらの水量が多いか?
元圧は水道管から供給されて一定とします。
蛇口の口元で チョロチョロ 出ているいる場合の圧力は?
口元を指で塞いで見ればわかりますね。
ベルヌーイの定理はエネルギー保存の法則を条件とします。
完全に閉鎖された回路なら通用もしますが
この場合はコンプレッサーも含めた循環が必要となります。
どこかが大気に接していれば成り立ちません。
同じ口径の回路ならば流量を増やす為には圧を上げる事です。
安全に問題ない範囲なら色々とやってみる
理屈はそれからでも遅くない。
変なところで間違ってる
まず一点
注射器を想像してください
穴からいきよい良く(流速を早く)するためには力いっぱい(圧力)押します
力に比例して 穴から出る速度は変わります
圧力が大きくなれば速度が速くなる
です
ちなみに
あなたの言うベルヌーイの法則は見かけ上の圧力です
上記は水(暗黙的に)ですが
空気の場合またちょっと話が違う(水でも本当は一緒だが)
空気の場合
注射器の穴が大きいので力いっぱい押しても
圧力は上がりませんよね(
厳密には少しあがるかもしれないが微々たるもの)
これは、水と違って空気の分子が小さいため
穴の大きさがある程度大きくなると
穴径が流動抵抗がそれほど変わらないためです
レギュレターは圧力を調節するために作られているため流量が
変わらないように作られています
(簡単にイメージでは、調節用の穴が大きいと思ってください)
上司の言う
「圧力の調整をしても流量は変わらない」
それをさしています
流量を調節するのは
流量調節弁(通称スピコン)などです
>圧を下げてやれば速度が増す→流量が増える
レギュレータで圧を下げると流量は減ります
結果的に速度は落ちます
ベルヌーイの定理が有効なのは所謂ベンチュリ構造の場合ですね
http://ibis.mach.me.ynu.ac.jp/matsui/Lecture/FD1/sec2/2-4.html
流量計とか
http://jp.yamatake.com/product/iap/fi/fi_nz11.html
流量調節弁
http://www.m-system.co.jp/mstoday/plan/mame/2000-2001/0005/index.html
エアーレギュレーター構造
http://www.taiyo-ltd.co.jp/login/products/x022/22_HRV.html
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