工場のエア漏れ量調査結果と計算方法について

「ボイルの法則」を使って計算されてはいかがでしょうか。

?バルブを閉めた状態の，圧力P＝0.6MPa(g)≒0.7MPa(a)，体積V＝6.72m3
g：ゲージ圧力，a：絶対圧力
?空気が漏れて大気圧力になった状態の，圧力P１＝0MPa(g)≒0.1MPa(a)，体積V＝6.72m3

?の状態は，P１でVの空気が，P／P１の比（７倍）で圧縮された状態，つまり，圧力Pの空気量Voの層が，７個集まった状態です。（7xVo＝V）

そして，?の状態になると，?の状態における空気量Voの層が，１個だけになってしまった状態です。

すなわち，空気量Voの６個分が漏れたことになり，その量は，
　　　6.73x6＝40.38 m3
になると思います。

時間の関数（例えば，毎分）にするには，0.1MPaごとに計測したデータを小刻みに計算すると実際の値に近づきます。経過時間につれて，漏れ量は少なくなります。

考えていた条件ではなかったので，質問です；

１）0.6MPaのとき閉めたバルブとは，コンプレッサの吐出しに設置しているのですか？
２）経過時間０のときにコンプレッサを起動したと思いますが，圧力が上昇して0.6MPaに到達してもコンプレッサを運転しているのに，なぜ圧力が０に向かって降下しているのですか？　コンプレッサを停止しなければ，安全弁でON／OFFしたとしても0.6MPaでほぼ一定ではないでしょうか。
３）使用しているコンプレッサの性能カーブはありますか？

質問についてのご回答ありがとうございます。

バルブがコンプレッサの吐出し口にあって閉めているので，漏れ量の計算では，配管内はそれ以上加圧されないので，結局はコンプレッサは停止状態と同じですね。

提示された漏れ量の計算式は正しいと思います。そして，大気圧を1013ｈPaとしている点で，私の計算値と若干の差が出ています。漏れ量を大気圧に換算する場合，やはり1013hPaにするのが妥当です。

また，毎分当たりの漏れ量では，差圧が同じでも圧力が高いときほど，漏れ量は多くなります。例えば，0.6MPaから0.5MPaに低下した経過時間は150秒，0.5MPaから0.4MPaに低下した時間は200秒ですが，差圧が同じ0.1MPaですから，漏れ量は同じです。毎分の漏れ量を0.6MPaから0MPaまでの平均にするか，0.1MPaきざみにするかは，使用目的によって決めることになると考えます。

お礼

2005/08/02 16:55

ご指摘有難うございます。もっと細かく説明しますと、ｺﾝﾌﾟﾚｯｻｰが吐出圧0.6MPaで吐出しつづけている状態の時、配管からのﾘｰｸ量がどれだけあるかなので、吐出圧0.6MPaからみての1分間当りのﾘｰｸ量 L/minを求めています。そうすると、40.38m3/2035秒なのでﾘｰｸ量は40380L/33.9min でQ=1191L/minとなりました。私の結果の1173L/minと近い数値が得られたのでこれで良いのでしょうか。

１）0.6MPaのとき閉めたﾊﾞﾙﾌﾞはｺﾝﾌﾟﾚｯｻの吐出口に設置してあります。
２）工場内のｴｱｰ漏れ量を知りたいので、ﾊﾞﾙﾌﾞより工場側で圧力測定を行っています。そのため圧力降下しています。
３）ｺﾝﾌﾟﾚｯｻの性能ｶｰﾌﾞはあります。
以上でよろしいでしょうか。
よろしくお願いします。

質問者

洩れ量は時間には関係ないのでは？
時間が関係するのは洩れ部の断面積、圧力損失(チョーク効果）などです。

洩れ量は
単にQ=Ve×(ΔP/101300)　でよい。
min平均の意味は？？？

一つの解決へのプロセスを記します。
エアーが供給されない状態での圧力降下と時間のプロセスが記録されている
ので、一つの机上での実験モデルが可能かと思います。

配管内容量と同容量で高さの同じ容器を仮定します。
容器の厚みは洩れ部と推測可能な部分と同じ厚みに
します。容器断面は円柱か、正方形。
ここに０．６Mpaの空気を密閉し、一箇所に一定の穴径を空けたとして
容器内部の圧力降下と時間のようすを計算でシュミレートをするのです。
近似的に同じような傾向を示す結果が得られたならば、そのときの穴径
が実際の装置の洩れ部の面積に相当するとして、
今度はコンプレッサーからの供給圧力条件での洩れ量を算出する。

この手順でいかがでしょう。当方は時間で洩れ総量を割る意味が未だに
理解できておりません。

お礼

2005/08/02 09:00

指摘有難うございます。私の結果はｺﾝﾌﾟﾚｯｻｰが吐出圧0.6MPaで吐出している時、工場内へどれだけのﾘｰｸ量があるかなので、1分間当りの量 mL/minを求めています。

質問者