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風速から内部圧力を予測できますか？
2023/10/20 22:44
- 吹き出す風速から内部容器の圧力を予測できるのかについて教授に質問があります。
- 例えば、風速からの動圧に基づいて容器の内部圧力を計算する方法について知りたいです。
- 流入される流量と吐出される流量が分かっている場合、それを利用して内部容器の圧力を換算できるのでしょうか。
吹き出す風速から内部に圧力換算できますか？
2022/02/07 10:50
容器から噴出されている風速から内部容器の圧力を予想できますか？
例えばv=√2*ΔP/pですがこれは風速からの動圧だと思いますが、
流入される流量が10L/min、吐出される流量(測定風速*断面積)が5L/minなら
この時容器の内部圧力は換算できますか？
教授お願いします。
質問者が選んだベストアンサー
参考資料をみればわかるとおり、出口部の空気の通過断面積を絞っていなくても、損失係数Coの値がゼロでがありません。したがって、Coに基づいて流路の抵抗を求めれば、流量×抵抗で圧力が求められます。
本題に取り組む前に、ダクトの圧力と流量の計算について、ご自身で演習問題を解いてみれば、損失係数Coから抵抗を求める手順を把握できると思います。
これまでのご質問内容から推測すると、内部の圧力は外気圧よりほんの僅か高いということになると思います。「圧力」をどのように活用なさりたいのでしょうか？
微圧ではなく、何気圧もの圧力が加わるのであれば、容器の強度計算のために圧力は重要な情報です。しかし、お問い合わせの場合は、ほんの「微圧」なので、容器に対して圧力情報に基づく強度計算は必要ないと思います。
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その他の回答 （4件中 1～4件目)
流量 流速変換
https://www.keyence.co.jp/ss/products/process/flowmeter/base/flow-velocity.jsp
概算
になるが建築系では一般
https://realestate.yahoo.co.jp/knowledge/chiebukuro/detail/10132961835/
答えがkgf で 計算の方で面積をかけてるので
P=1/16・V^2・CD・A
P=風荷重 (kg)
V=設計風速 (m/sec)
A=受圧面積 (有効投影面積 m2)
CD=抗力係数で下記を標準とする。
支柱に対して 0.7 板に対して 1.2
Pa =1/16・V^2・CD
ですね
流入する流量と、流出する流量の関係から内部の圧力を求めようとする方法は見通しがよくないですね。前の回答者さんがご指摘のように、流入量が流出量を上回れば、内部の圧力は際限なく上昇していくことになります。
以前の回答の繰り返しになりますが、出口部分の流路の構造を参考資料p.8の「直角端オリフィス排出口」のように考えて、「損失係数」から出口部分の流路の抵抗を求め、風量×抵抗で出口部の圧力損失を求める方法がよさそうに思います。
出口の外は圧力の基準となる大気です。出口部の圧力損失がすなわち、容器内部の圧力ということになります。
https://www.mitsuyaj.co.jp/dcms_media/other/mitsuyafan-technote.pdf
補足
2022/02/07 12:39
ありがとうございます、
でも私が以前に教授もらったようにURLの資料を確認したんですが、あまり理解できないですが、我々の排気口にはオリフィスというものがありません、
だからどうすれば内部圧力を求められるかを考えていますが、もっと教授お願いしてもいいですか？
例えば
計算に容易に
容器内容積3m3
流入空気の流量は10m3/min
流出される空気は5m3/minなれば
オリフィスようなものはありません
容器は鉄で体積変化を無視して内圧を
求めたいです、
出口の断面積が0.1m2なれば
噴出の流速は5/0.1m/hr
この時の差圧ΔPは
ΔP=2*V^2*p(密度)=2*0.00019*1.21(25℃の空気密度)=0.000466kg/m.s^2(Pa)
この数値は噴出される風による動圧だと思いますが、内部圧力とは違いがあると思います。
容器内部圧力=動圧+静圧なので静圧の数値も必要ですが、求め方をわからないです
(こちらもご存じすれば教授お願いします)
流入量ー噴出流量=内部存在空気
内部存在空気量を圧力に換算すれば
内部圧力の数値ではないですか？
教授お願いいたします。
＞流入される流量が10L/min、吐出される流量(測定風速*断面積)が5L/minなら
流入、流出の L/min が同じ温度・圧力での容積流量だとしたら、容器内にはどんどん気体が溜まり、圧が上昇し続けますが、その時の圧力変化を計算したいということなのでしょうか？
補足
2022/02/07 11:40
ご返事ありがとうございます。
そうです、
流入、流出の流量差で換算する方法を考えていますが
例えば
流入10L/min
流出5L/minなれば流量の差は5L/min
それでは容器の内部は5Lの流体があるので
5Lの物質量からP=nRT/Vで 内圧を求められるかも知らないですが、この方法が正しいかどうか良くわからずので教授お願いいたします2
補足
2022/02/07 13:27
計算の目的は加熱炉なかの圧力を求めたいです、加熱炉による反応の速度とかいろいろことが変わるので炉の圧力を計算したいです。
もちろん炉を設計者ではないので炉の耐圧ようなことよりなかの雰囲気圧力を求めたいです