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内径φ300~φ500程度の金属製の筒状の中に液体が回転しています(サイクロン流)。
液体は水溶性だったり、粘度の低い(VG15以下)の油性だったりします。

その外周付近(筒の内径付近)に流れる流体の流速を測定したいのですが、どんな方法が有るでしょうか?

測定精度はそこそこ(±30%程度は許容します)で、なるべく簡便な方法がありがたいです。
なるべく管には穴等開けたくないですが、どうしても必要ならば、最小限の穴明けは実施する覚悟はあります。

至急知りたいので、宜しくお願いします。

A 回答 (3件)

管が可視化可能(アクリルなど)なら穴をあけずに計測可能ですが、金属となると動圧を測るしか無いでしょうね。



水で8m/sec程度で、ピトー管の支柱長さが40mm程度であれば、外径4mm以上、肉厚0.5mm以上のピトー管で強度的には大丈夫です。

ただし、サイクロン流となるとピトー管では静圧を正しく取れません。
ですので、穴を2か所あけ、一か所から全圧管を挿入し、もう一か所で壁面静圧を計測します。
その差を持って動圧として計算して下さい。
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この回答へのお礼

ありがとうございました。
頂いたアドバイスに従って、実験装置を製作中です。

お礼日時:2013/05/23 18:31

サイクロン流の場合、流速は軸方向と周方向の成分があり、どれを知りたいのかによって方法は変わります。



軸方向成分は流量を筒の断面積で割って平均流速を出します。最大流速(筒中心における速度)は層流等の流速分布がわかっている場合は平均流速の何倍ということで求めることができます。

筒の内表面では流速は0です。筒の内径付近というのは極めてあいまいです。

ピトー管を入れて半径の関数として流速分布を図りこれを積分して流量を求め、平均流速を求めることはよくおこなわれます。最大流速は筒の中心における流速です。この場合はピト-管の半径以上には筒内面に接近できないのは明らかです。

周方向の流速はサイクロン流を起こしているメカニズムから考えたほうがよいと思います。ピトー管の向きを変えて最大になる方向に合わせて周方向と軸方向の流速の合成値を求めることは可能かもしれませんがやったことはありません。

この回答への補足

spring135様

 ご丁寧な回答を頂き、ありがとうございました。
 また説明不足が有って申し訳ありません。

 測定したい流速は周方向(回転方向)です。
 理論的は流速は、200m/min~500m/minになりますので、その点も説明不足でした。

 上記流速がピトー管の守備範囲かどうかが気になっております。

 一方で、頂いたアドバイスからしますと、サイクロン流を起こしているメカニズムが明確であれば、実態との誤差はそんなに発生しないと考えても良いのでしょうか?

 素人の質問の仕方で申し訳ありません。

 宜しくお願いします。

補足日時:2013/05/13 22:42
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すぐに思いつくのは「ピトー管」でしょうか。

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