空気流量計算（技能検定より）

Question

空気圧装置組立て（技能検定）の問題をやっているのですが、空気流量の計算式が解らず困っています。教えてください。
(問題)　Y軸ｼﾘﾝﾀﾞの前進、後退、Z軸ｼﾘﾝﾀﾞの上昇、下降時間いずれも1秒で動作させる。装置供給空気圧力0.5Mpa Gとすると、Y軸ｼﾘﾝﾀﾞが前進する時の必要供給空気量は?何l/min(ANR)で、Z軸ｼﾘﾝﾀﾞが下降する時の必要供給空気量は?何l/min(ANR)でしょうか。
さらに、ﾌｨﾙﾀﾚｷﾞｭﾚｰﾀを設置する。空気圧ｼﾘﾝﾀﾞの動作から必要供給空気量?
何l/min(ANR)以上の性能の機器を選定すればよいでしょうか。
ただしπ=3.14  標準大気圧力0.1013Mpa abs　空気圧ｼﾘﾝﾀﾞのﾛｯﾄﾞ径は無視する。という問題です。どなたか助けて下さい。

補足です。Y軸ｼﾘﾝﾀﾞ　φ63-600st  Z軸ｼﾘﾝﾀﾞ  φ40-100stです。

Answer

容積算出と、その時に圧力を大気圧換算すると簡単に出てきます。
容積算出は、シリンダ内の空間体積。
大気圧換算は、絶対圧で大気圧は約0.1MPa。ゲージ圧0.1MPa ⇒ 1/2、
ゲージ圧0.2MPa ⇒ 1/3、ゲージ圧0.3MPa ⇒ 1/4、ゲージ圧0.4MPa ⇒ 1/5
と容積が圧力で変化します。

判り易くしたため、使用値は概算値です。

Answer

シリンダーのストロークの容積を大気中の圧力に換算します。
圧力Pと体積Vは反比例しますので，PV＝const(ボイルの法則が成り立ちま
す。温度も変化するときは　PV/T＝const(ボイルシャルルの法則）を適用し
ます。添付ＵＲＬに理想気体における状態方程式を示しておきます。

Answer

ようはシリンダーの容積を計算してから、標準状態の空気量に換算したものです。気体は圧力で容積が変化しますから、標準状態（N/ｍ3）で計算します。

回答（1）さんの計算通りとすれば、
必要空気量A＝1.87L/秒(at 0.5MPa)
　　　　↓
言い換えればシリンダーの容積です。圧力が変化しようが容積は変わりません。

561L/分(at 大気0.1MPa)
　　　　↓
上の計算で0.5MPa時に1.87Lですから0.1MPa時には膨張しますので換算する計算をしています。また、単位を秒から分に換算しています。

換算の方法はノルマルとかのキーワードで調べれば結構でてきますよ。

Answer

?・Y軸ｼﾘﾝﾀﾞ φ63-600st
 　　 1ストローク容量＝63×63π/4×600/10^6＝1.87L
　　　1ストローク：1秒　故
　　　必要空気量A＝1.87L/秒(at 0.5MPa)＝561L/分(at 大気0.1MPa)
?・Z軸ｼﾘﾝﾀﾞ  φ40-100st
　　　1ストローク容量＝40×40π/4×100/10^6＝0.127L
　　　1ストローク：1秒　故
　　　必要空気量B＝0.127L/秒(at 0.5MPa)＝37.7L/分(at 大気0.1MPa)
　
?・必要供給空気量→最大?＋?
　　　A＋B＝599→600　L/分以上

計算は温度変化を無視しています。

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