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圧力低下から気体の漏れ量を導き出す式
2023/10/14 07:23
- 漏れ計測の初心者で、基本的なことだとは存じますがご指導お願いします。
- 計測条件は次の通りです。1. 差圧測定器： 10kPaの水柱マノメーター 2. 初期加圧力P1： 6kPaと微圧です。 3. 計測対象容積V： 気体用バルブ+配管など＝計300cc 4. 1分経過後の圧力P2： 5.9kPa (即ち1分経過後の漏れによる圧力低下△P：0.1kPa) 5. 大気圧： 101.3kPa 6. その他： 温度は一定、また容積Vも常に一定。
- 圧力変化を計測できた場合、大気中に漏れ出た量Qは何ccになるのでしょうか。よろしくお願いします。
圧力低下から気体の漏れ量を導き出す式
2005/09/12 14:48
漏れ計測の初心者で、基本的なことだとは存じますがご指導お願いします。
計測条件は次の通りです。
1. 差圧測定器： 10kPaの水柱マノメーター
2. 初期加圧力P1： 6kPaと微圧です。
3. 計測対象容積V： 気体用バルブ+配管など＝計300cc
4. 1分経過後の圧力P2： 5.9kPa
(即ち1分経過後の漏れによる圧力低下△P：0.1kPa)
5. 大気圧： 101.3kPa
6. その他： 温度は一定、また容積Vも常に一定。
というように圧力変化を計測できた場合、大気中に漏れ出た量Qは
何ccになるのでしょうか。よろしくお願いします。
回答 （1件中 1～1件目)
漏れ量
Ｑ＝Ｖ＊?Ｐ＊６０／（1.013＊10^5＊Ｔ）
で求まります。
Ｑ：漏れ量[ml/min]
Ｖ：内容積[ml]
?Ｐ：差圧[Pa]
Ｔ：検出時間[sec]
今回の場合Ｑ＝0.29615[ml/min]となります。
[Pa･m^3/sec]にするには上記に0.0016888を掛けてください。
すなわち
Ｑ＝5.001*10^-4[Pa･m^3/sec]
となります。
初期圧と漏れ後の圧の絶対値は関係ありません。
差圧がわかれば求まります。
圧力＊容積が単位圧力における容積となります。
外部に出て行った量は差圧＊容積となります。
それを時間で割ると時間当たりの漏れ量になります。
[Pa･m^3/sec]の場合1秒間に１Paの気体が５*10^-4m^3漏れたという意味になります。
但し、今回のケースの場合厳密にはマノメーターの容積変化を無視しています。
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お礼
2005/09/12 17:14
超高速で的確なご回答をありがとうございました。
水柱マノメーターの場合でも差圧式リークテスターと同様の式が
適用可能とは存じませんでした。
また式の中に初期圧力P1=6kPaや、漏れ後の圧力P2=5.9kPaが含まれない
のは今一歩理解の及ばないところではありますが、差圧?Ｐ=0.1kPaが
判明すれば充分ということで納得したいと思います。
大変ご丁寧な解説をありがとうございます。
私の経験不足もあり物理量としての「圧力P＊容積V」の概念について、
まだしっくりとは把握できない部分がございます。しかしこの部分が
肝であろうことはおぼろげながら理解できます。
そこで力づくにはなりますが、ボイルの法則から強引に式を導き出し
ましたので回りくどいとは存じますが、ご覧頂けましたら幸いです。
P1＊V1＝ P2＊V2=(P1－?P)＊V2 より V2＝V1＊P1／(P1－?P)
圧力P2での漏れ量Q'=V2－V1= V1＊P1／(P1－?P)－V1
＝V1＊{P1／(P1－?P)－1}
ここで大気圧(1.013＊10^5Pa)での漏れ量Qに換算すると
Q＝Q'＊(P1－?P)／(1.013＊10^5)
＝V1＊{P1／(P1－?P)－1}＊(P1－?P)／(1.013＊10^5)
＝(P1＋?P－P1)＊V1／(1.013＊10^5)
＝?P＊V1／(1.013＊10^5)
ということで結局漏れ量はご回答の通り「差圧＊容積」となってしまいました。早急に「単位圧力における容積」の概念を修得したいと存じます。