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クーラント圧力の計算方法
2023/10/18 11:49
- クーラント圧力の計算方法について
- クーラント流量と穴径の関係による圧力変化
- ノズルの有無による影響
クーラント圧力の計算方法
2011/11/23 16:58
お疲れ様です。
タイトルのとうりクーラント圧力について教えて頂きたいことがあります。
?コの字型の形状をしている物(仮:S45Cなど)の中に同じようにコの字にクーラント穴(φ8)を通した時、入口の時点で5MPaのクーラント流すと出口ではどのぐらいの圧力になる分かる計算式などを探しています。
圧力や流量などの計算式はネットに載っていたり、計算ツールが埋め込んであったりするのですが、私が求める上記のような計算をできる式などが見つかりません。(慣用的な物でも結構です。)
知っている方がいましたら是非教えてください。
よろしくお願いします。
?クーラント穴のφ数の違いによるクーラント圧力の違いについてですが、
入口のクーラント穴がφ8
中間のクーラント穴がφ8
出口のクーラント穴がφ5
といったように最終的クーラント穴が細くたった場合、圧力にどのような変化があるものなのでしょうか?
入口のクーラント穴がφ8
中間のクーラント穴がφ5
出口のクーラント穴がφ8
はどうでしょうか?
入口5MPaで穴径による変化以外を無視した場合です。
わあたしの考えでは上の場合は圧力が高くなり、下の場合は低くなると思うのですが、
意見をお聞かせください。
よろしくお願いします。
すみません。補足します。
出口にはノズルが付いている場合です。
回答 (3件中 1~3件目)
インターネット上で例えば【配管圧力損失計算シート】を探せばエクセル上で動く無料や有料のソフトが見つかります。
なお、3つの長さが同じなら、(8Φ、8Φ、5Φ)も(8Φ、5Φ、8Φ)
も圧力低下は厳密なことを言わなければ同じです。おそらく厳密なことを言う必要がないと思いますが、それはソフトを動かしてみればお分りになると思います。
ところで、どのようなことをお考えか不明ですが5MPaに対応するクーラントの噴出速度は100m/sでして音速の3分の1になります。
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色々な細かい要因があり、正確に計算することは難しいです。
さて、簡単に確認する方法は、
◆ ベルヌーイの定理にて各部分(入口、中間、出口)での“水頭”を確認して、
計算する。
◆ ベルヌーイの定理にて、位置水頭⇔速度水頭、速度水頭⇔圧力水頭、圧力水頭⇔位置水頭
の等価変換が可能になります。
◆ トリチェリーの定理にて、位置水頭又は圧力水頭⇒速度水頭に変換できるので、
入口で5MPaならその穴から出てくるクーラントの速度は計算が可能です。
(前項の等価交換と同じ内容です。)
そして、穴径がφ8mmであれば、その断面積と流速で、φ8mmの穴からでる流量が
計算できます。
◆ すると、中間はその流量分が失われた圧力しか働かないので、5MPa-その流量
の計算をします。
それは、コの字型の形状をしている物の断面積が解れば、圧力水頭(5MPa)⇒速度水頭
にて速度を求めると、“コの字型の形状をしている物の見かけの流量”が計算できます。
<5MPa-その流量>を<コの字型の形状をしている物の見かけの流量-その流量>にて
計算し、中間での“コの字型の形状をしている物の見かけの流量”を求めます。
◆ 後は、前述の計算の逆仕様にて計算し、中間での“コの字型の形状をしている物の
見かけの流量”⇒ 中間での圧力を求めます。
◆ 中間での圧力(**MPa)が求まりますと、入口→中間の計算処理と同様に中間→出口
の計算処理をして出口の圧力を求めます。
以上により、下の記述の方が出口付近の圧力が高くなります。
計算内容に関しては、“ベルヌーイ”や“トリチェリ”の用語で、この森の過去ログを
計算しますと、確認できます。
出口側は、クーラントを空気中に吐出するような場合を想定すればいいで
しょうか?
そうではなく、パイプが繋がっていて、ポンプなどを介して入り口に循環
する場合を想定すればいいでしょうか?
出口の圧力は、入口の圧力と、入口~出口の道中だけで決まるものではなく、
出口から先の条件も関係すると思います。