バッファタンクの容積・ノズル径の計算について

コンプレッサの予備バッファタンクを設定し、一度に開放する空気量を
確保したいよ考えています。（メインレシーバータンクとは別に設定する
必要があるためです）
このバッファタンクの容積を計算したいと思います。

書籍等、参考にしていますがうまく行きません。
御教授頂けるようお願いします。

タンク内に蓄積された圧空がタンク外に放出される場合の時間・断面積
・タンク容積は
下記より算出できます。

T=5.21×V/S×( (P0+0.1013)/0.1013-1)^0.5 - (P+0.1013)/0.1013-1)^0.5 )
より
P=0.005MPa
P0=0.5MPa
S=366.4mm2(ノズル径　20A,内径…φ21.6mmとして）
T=60sec
の条件でVを求めると

V=T×S/(5.21×( ( (P0+0.1013)/0.1013-1)^0.5 - ( (P+0.1013)/0.1013-1)^0.5 ) )
=60×336.4/(5.21×( ( (0.5+0.1013)/0.1013-1)^0.5-( (0.005+0.1013)/0.1013-1)^0.5) )
　=1937.5L

となります。…?（大きすぎると思います）

別な観点からPV=P'V'から、必要流量　V'=3.34m3/minとして、その時の圧P'=0.005MPaと
した場合、圧縮する圧をP=0.5MPaの時のタンク容積は33.4Lとなります。
仮にこの計算が正しいとして、タンクから大気開放した場合の
断面積（ノズル）は
S=12.1×V/t×Log10((Ps+0.1/(P+0.1))×√(293/T)
で求められるはずで
S=12.1×33.4/60×Log10((0.5+0.1/(0.005+0.1))×√(293/40)=13.8mm2
（径で3.71mmとなります）
この時のノズル通過速度を求めると
V=Q/A=3.34(m3/min)/(0.00371^2×π/4×60)=5149.4m/sec
となり音速をはるか上回ってしまいます。
通常、亜音速流れになると聞いておりますので、
上記はあり得ないと思います。…?

質問は

1．適正なタンク容積の設定
2．ノズルを20Aとした場合、3.34m3/minが可能な算術
　（亜音速流れで）

条件
・タンク内圧力：0.5MPa
・開放後のタンク内残留圧力：0.005MPa
・外気温度：最大40℃

宜しくお願い申し上げます。