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締切り済みの質問

リーク量の予測

ヘリウムリークテスト(加圧真空法:加圧した試供体をチャンバーに入れ、チャンバーを真空引きし、漏れ量を測定する)において、リーク量から、試供体に開いた穴の径の予測(1)や、穴の径から、リーク量の予測(2)をしたい。

どのような計算で求められるか教えてください。

各条件
(1)穴の径の予測
試供体内ガス:He
試供体内圧力:Pw=1.0MPa
チャンバ内圧力:Pc=50Pa
リーク量:Q=5x10^-8 Pa・m3/sec

求めたい物:穴の径 (mm)
穴は一様な直径を持つ滑らかな物とする

(2)リーク量の予測
試供体内ガス:He
試供体内圧力:Pw=1.0MPa
チャンバ内圧力:Pc=50Pa
穴の径:φd=0.001mm
穴は一様な直径を持つ滑らかな物とする


求めたい物:リーク量:Q (Pa・m3/sec)

投稿日時 - 2010-03-12 11:09:00

QNo.9467410

困ってます

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回答(1)

判り難いかもしれませんが、トリチェリーの定理の気体版みたいなものです。
基本的には、吐出穴から水面までの水の高さから、吐出穴から出る水の速度を求める定理です。
水の高さは、10mで約0.1MPa(1kg/cm2)の圧力が加わる事はご存じと思いますから、
◇ 水の高さから、吐出穴から出る水の速度を求める、事と
◆ 水の圧力から、吐出穴から出る水の速度を求める、事は
水の高さ ⇔ 水の圧力 と変換可能なので、同じ事となるので、そのようになります。
吐出穴から出る水(流体)の速度が判れば、穴径から断面積が求まり、流体の速度である
流速を断面積と掛ければ、その穴から吐出する流体の流量が求まります。

本来は、ベルヌーイの定理で確認するのですが、判り難いと思い前述を参考記述しました。
気体の圧力に対して、規定の穴から出る流速(流量)を求める内容は、この森のNo.34019を
参照すれば判ります。
後は、穴周囲の圧力損失を考慮すれば求まります。
その損失計算は難解です。
参考のURLを掲示しますので、その内容とその内容から出てくる用語で更にネット検索し、
貴殿で確認してみて下さい。

大きな意味ではそうでしょう。
詳細な仕様であるチャンバーの板厚や穴周辺の形状、等々も大きな要因となります。
大きな誤差が生じる程の。

穴より微小亀裂のような処からの漏れが多いのでは?
(溶接部周辺等の)

参考URL:http://arist.edu.kagoshima-u.ac.jp/p_expt/zikken_cba/c6-1.htm http://www.secom-alpha.co.jp/aqua/aq_savewater.html http:/

投稿日時 - 2010-03-13 19:07:00

お礼

ご回答ありがとうございます。
リンク先の情報も大変参考になりました。

いろいろ参考にした結果、
コンダクタンスを使用した下記の式

Q(リーク量)=CΔP 

P:差圧

でコンダクタンスは穴の径と長さで決まるため、これを使用すれば成り立ちそう(誤差等あるかもしれませんが)と思いますがご意見いただけないでしょうか?

ありがとうございました。
理想モデルでの理論的な漏れ量がわかりましたので、実測と比較してみます。
穴の径まではわかりませんが・・

投稿日時 - 2010-03-15 10:32:00

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