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蒸気が噴き出す流速について知りたい
2023/10/15 10:41
- 蒸気配管に直径10mmの穴をあけた場合、穴から噴き出す蒸気の流速を知りたいです。
- 蒸気配管の蒸気圧は0.3MPaで、それを大気圧に噴出します。蒸気の供給能力は200kg/hrです。
- 圧力固定でこの条件で流量が200kg/hr出るのか、出ない場合は流速と合わせて流量はどうなるのか分かりません。
蒸気が噴き出す流速について
2007/09/06 21:43
聞く人もいなくて困ってますのでどなたか教えてください。
ちなみに流体力学等に関して全く無知ですので、お手やわらかにお願いします。
蒸気配管（２５Ａ）に直径１０ｍｍの穴をあけた場合の、穴から噴き出す蒸気の流速を知りたいのですが・・・。
配管内の蒸気圧は絶対圧力で０．３Ｍｐａ、それを大気圧に噴出します。蒸気の供給能力は２００ｋｇ／ｈｒです。
配管は他にはつながってなくて蒸気の出口は穴以外ないものとしてください。圧力固定でこの条件で流量が２００ｋｇ／ｈｒ出るものなのか？出ない場合は流速と合わせて流量はどうなるのか？そのあたりも分かりませんのでお願いします。
他に必要な条件はありますでしょうか？
ぜひお願いいたします。
回答 （2件中 1～2件目)
お疲れさまです。計算は合っていると思います。
蒸気が大気開放されると膨大な容量に膨らむので、直ぐに音速を超えて
しまいます。現状は一個の穴面積だからこうなり、200kg/hは出ませんね
一瞬の内に圧損が0.3Mpaまで行くと思います。となると・・・
加熱に使うのか煮熟に使うのか単なる開放なのか分らないのですが
加熱とかならば、思った効果は全く得られないと思います
あいにく例のURLから貰った資料は手元にないので教えてあげられない
その資料は穴径に対する圧力と圧損、吐出蒸気量kg/h/個があったはず
通常の蒸気の速度は55m/s位だったかな？磨耗や圧損の関係で決めます
概略なら1185/55=22個・・・余裕を見て50個空けてしまうのは無謀か
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機械設計屋ですが、上記の蒸気の設計は何度もした経験があります
ただ穴の径がφ３程度と小さかったが、考え方は同じだと思います。
要は、微圧蒸気を穴から大気開放するときの圧損が分れば良いのですよね？
詳しい資料は下記URLメーカーから頂きました。とても貴重な資料になります
ので連絡を取って、拝借するか意見を求めるのが一番良いと思います
まづ温度と圧力から、大気開放時の蒸気の比容積を算出します。
そしてＶ＝Ｑ/Ａ：流速＝容積/面積から求めます。おそらく、
とても大きな流速になるでしょう？これが大きくなるに従い、
圧力損失が利いてきます。圧損の資料が手元に無いので即答
できませんが、φ10の穴を圧損を見込んで何個空けたら、
200kg/hrの蒸気を出せるのかというのが基本的な考え方です
ですから沢山穴を空ければ出せますが、その穴数が問題です
お礼
2007/09/07 08:45
大変ありがとうございました。参考にさせていただきます。
ところで圧損が重要なファクターとなるようですが、圧損を無視した場合はどうなりますでしょうか？また、圧損考慮の場合との差はどのくらいになるのかも知りたいです。
できればどなたかこの場でご教授いただければありがたいのですが。
たびたびありがとうございます。
大気開放時の蒸気の比容積で計算するのですね。
ということは大気開放時の比容積＝1.673m3/kg（この算出が？でしたので蒸気表より大気圧時の飽和蒸気の比容積を引用しました）
このときの容積Ａ＝1.673m3/kg×200kg/hr＝334.6m3/hr＝0.093m3/sec
穴の面積は0.785cm2=0.0000785m2
よって?＝0.093/0.0000785＝1185m/secということで良いのでしょうか？
流速としては異常に大きな数値のような気がしますが、ここに圧損のファクターが加わると全く違う結果になるということですよね？
圧損を無視したこの計算値は参考にもなりませんかね？
また、逆にこの穴面積と圧力0.3Mpaから蒸気吐出量（kg/hr）を求めるにはどうしたら良いのでしょうか？
お礼
2007/09/07 17:05
ありがとうございます。
配管穴径による圧損、蒸気量等については私もいろいろ調べてみます。
この件に関して有用な情報があったらまた教えてください。