気体の圧力と流速と配管径による流量算出

初歩的な質問ですみません。いまひとつ自信がない為、ご教授いただければ幸いです。
よろしくお願い致します。
　基本的に流量に関してノルマルって表現がありますが、これは大雑把に大気状態で２０℃における気体量と理解してますがそれでいいのでしょうか？それ前提で話を進めた場合の圧力と流速と配管径による配管流量はざっくりどう求めるのでしょうか？
条件は以下の事しかわかりません。
前提条件　圧力　5Kg/cm2
流速　20m/s
配管内径　40mm
　　流体　エアー（常温）
　圧損等はないものとして、大雑把に算出する場合ですが、　Ｑ＝ＡＶ　Q=流量　A=配管断面積　V=流速
　これで算出した場合　
　((3.14*0.04^2)/4)*20*60=0.8m3/min となり
圧力5kg/cmなら大気との差4Kg/cmなので
　ノルマル？は　0.8*4=3.2Nm3.minとなりますが、
　そんな考え方でいいのでしょうか
　反対に5Kg/cm2の圧力の下では0.83m3/minなのでしょうか？
アドバイスよろしくお願い致します。　

No.1 ベストアンサー 回答者： shkwta 回答日時： 2005/02/23 18:39

気体の体積は温度によっても変化するので、計算には配管内の気体の温度が必要です。

ノルマル（標準状態）の体積は、0℃、1気圧の状態に換算した気体の体積です。

t℃で体積Ｖを占める気体を、同圧力で0℃にすると、シャルルの法則により、体積は 273Ｖ/(273 + t) になります。これで計算してください。

流量の計算は計算間違いがあり
((3.14 * (0.04 m)^2)/4) * (20 m/s) * (60 s/min) = 1.5 m3/min
だと思います。

圧力　5Kg/cm2　というのがゲージ圧であれば、絶対圧は 約6Kg/cm2になります。
ゲージ圧から絶対圧にするとき、大気圧は引かないで足さないといけません。
その場合、大気圧換算の流量は1.5 m3/minの約6倍で 9 m3/min になります。
さらにここから、使用温度をt℃として、最初に述べたシャルルの法則で体積を0℃に換算する必要があります。

計算の前提が違っていたら補足してください。

この回答への補足

ご教授ありがとうございます。
私の計算は単純なミスで流速10m/sで計算してましたので1.5m3/minですね。　考え方は合っていた見たい？でした。　ただ、ゲージ圧換算では大気圧を足さなければならない件、よくわかりました。大気で既に1kg/cm2かかっているからで、1(大気圧）＋5(ゲージ圧）=6倍ですね　よって9 m3/min になる件は了解です。
これは、あくまで
　ゲージ圧5Kg/cm2
　流速　20m/s
　 配管径　40mm
の条件下での流量ですよね
で、シャルルの法則でノルマル状態なら
273X9(m3/min)/(273+20℃）＝8.38Nm3/minって事でいいのでしょうか？　
よろしくお願い致します。

補足日時：2005/02/24 10:09

No.2 回答者： shkwta 回答日時： 2005/02/24 20:00

No.1補足の回答です。

その計算法で合っています。
配管内の気体の温度が20℃であれば、
9 m3/min×(273/293)=8.4 m3/min(Normal)
でＯＫです。

※精度のことをいえば、有効数字3桁の精密な値が必要であれば、大気圧=1.033 kg/cm^2 とするほか、他のデータや条件も精密化しなければなりません。このあたりは、必要な精度に応じて処理してください。

この回答へのお礼

ありがとうございました。
　貴殿の解説でよ～く理解できました。
　今後もよろしくお願い致します。

お礼日時：2005/02/25 17:57