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あるバルブの一次側の圧力が300kPaで二次側が0kPaのとき流量が20t/h流れます。
二次側は変わらず一次圧が300→350kPaへ上昇したとき、流量は何t/h流れますか?
計算式付きで教えてください。

A 回答 (4件)

流体が水のことだとして、


Q=流量係数×管の断面積×√圧力差
となるので、質問文のように、圧力以外が全く変わらない場合、
圧力差の平方根に比例するから、
20×√ (350/300)=21.6t/h。

ただし、バルブについては、二次側の圧力がゼロでも動作するタイプのバルブとします。
(スルース弁、バタフライ弁、ボール弁など。)

バルブの流量特性曲線とは、バルブ開度と流量係数の関係のことを指すので、
質問文の場合は考慮する必要がありません。
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正直なところ、二乗特性にならないのは見えているんです。


だってさ、バルブで絞ってるんでしょ?
非直線形の特性になるのはわかるんですが、バルブの種類やバルブの実際の開度によってその特性は変わるんですよ。
そうなると、実流試験を行って特性カーブを決めなきゃ流量なんて出ないってこと。
しかも二次側が大気圧って、圧力損失を考えると明らかに…ですよね。
堰式流量計を設けて水位から流量を求めたほうが確実に流量を計測できる気がしますよ。

絞りがオリフィスやベンチュリー管など、特性が明らかになっているものであれば
既存の計算で流量を予測できますが、特性が求められていないものから流量を求めることはできないことを
説明したつもりなんですけどねえ。
(回りくどすぎかな)
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流体は何でしょう。


水と空気では答えが違う。

#1の答えは間違い、素人の質問には発想の素人感覚が必要です。
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答え



  定まりません

流量特性って物があるんです。
計測可能な範囲では差圧の平方根に比例した流量を得られんですけどねえ。
差圧で流量を測定する場合、オリフィスプレートやベンチュリー管で流路に絞りを作るんですけど
その種類によって計測可能な範囲が決まります。

そんなわけで二次側が0kPaなんて場合の差圧はこの測定可能な範囲を逸脱しているので
この場合、値は求められません。



~差圧と流量の関係~
  0%(例えば0t/h)で差圧は0kPa
  100%(例えば100t/h)で98.06kPa
としたら
  50%(例えば50t/h)で24.515kPa
など
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