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※ ChatGPTを利用し、要約された質問です(原文:ボンベより流れるガスの流速)

ボンベより流れるガスの流速

2023/09/06 22:09

このQ&Aのポイント
  • 酸素ボンベと空のガス袋を減圧弁で連結し、ガス袋に酸素を流しました。このときの流速はいくつでしょうか?
  • ニップル内径φ4とし、酸素ボンベ、ガス袋は十分に大きいものとします。温度、気圧など細かい条件は通常の使用条件(常温・大気圧)としてください。
  • ベルヌーイの定理を用いて流速を求めましたが、結果が疑わしいです。ポイントの設定が間違っているのでしょうか?
※ 以下は、質問の原文です

ボンベより流れるガスの流速

2009/11/29 11:42

はじめまして、過去ログを検索してみたのですが、なかなかわかりやすい記事に出会うことができなかったので、書き込ませていただきます。

酸素ボンベと空のガス袋を減圧弁で連結し、ガス袋に酸素を流しました。
このときの流速はいくつでしょうか?
ただし、減圧弁の圧力0.4Mpa、ニップル内径φ4とし、酸素ボンベ、ガス袋は十分に大きいものとします。
その他、温度、気圧など細かい条件は通常の使用条件(常温・大気圧)としてください。



当方、流体力学の参考書を引っ張り出して頑張ってみたのですが、解けませんでした。(ベルヌーイの定理で解けると思うのですが・・・)
よろしくお願いします。

ニップル内径;φ4
ニップル断面積S;=(4/2)*(4/2)*3.14=12.56(mm2)
ニップル先端圧力(ゲージ圧);0.4MPa

ベルヌーイの定理(1/2ρv2+P+ρgz=一定)を用いる。
ただし、流体(酸素)を止めた状態p1におけるV1=0、P1=0.4(Mpa)=0.4(N/mm2)=0.4×10^6(N/m2)
流体(酸素)が流れている状態 p2における酸素密度ρ=1.4(kg/m3),P2=0(Mpa)とする。
また、管内は水平とし、g1=g2=0とする。

よって、
0.4×10^6=1/2*1.4*v^2
   v^2=0.4×10^6×2/1.4=0.57×10^6
   V=755(m/s)=755×10^3(mm/s)

Q=V×Sより
Q=755×10^3×12.56=6.4×10^6(mm3/s)=6.4(L/s)

以上となるのですが、いくらなんでも1.5秒で10Lのガス袋がいっぱいになるとは考えられません。

ポイントの設定の仕方が間違っているのでしょうか?
ご教授願います。

返答がないようなので締め切らせていただきます。
ありがとうございました。

質問者が選んだベストアンサー

ベストアンサー
2009/11/30 00:15
回答No.1

ベルヌーイの定理やトリチェリの定理で確認てきます。
ベルヌーイの定理は流体の圧力水頭+速度水頭+位置水頭=全水頭です。
が、圧力水頭と速度水頭、位置水頭は同じ単位なので、圧力水頭(エネルギー)は
速度水頭(エネルギー)に変換できる事になります。圧力水頭=速度水頭となり、
速度(V)×速度水頭のその他の式=圧力(P)×圧力水頭のその他の式
速度(V=圧力(P)×圧力水頭のその他の式÷)×速度水頭のその他の式
で求まります。
また、トリチェリの定理は、流体の位置水頭(エネルギー)に対する流速の計算式
ですから、ベルヌーイの定理の考え方と同じように、圧力水頭を位置水頭に変換
すれば求まります。

お礼

2009/12/01 10:25

本文に追記させていただきました。
ご教授願えれば幸いです。

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