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オリフィスの流量係数Cについて
2023/10/18 18:42
- 容積式ポンプの漏れ量を求めるための流量係数Cについて説明します。
- 流量係数Cは、容積式ポンプの吐出側から吸入側への漏れ量を計算する際に使用されます。
- 流量係数Cの式はC=1/（1+0.5+λ*L/2b）で表され、この中にはシール部の摩擦係数λやシール部のすきまｂなどが含まれます。
オリフィスの流量係数Cについて
2011/02/24 18:52
お世話になります。
容積式ポンプの吐出側から吸入側への漏れ量を求めようとしています。
吐出側の容積から吸入側の容積へ漏れる際に、流体は隙間を通ることになり
その時の漏れ量は
?ｑ＝C*A*(2*g*h)^(0.5)
ただし
・ C=1/（1+0.5+λ*L/2b）：流量係数（今回はこのようにしました）
・ λ：シール部の管摩擦係数
・ ｂ：シール部のすきま
・ シール部の長さ
であらわされます。
しかし、流量係数を求めるためには、その中に含まれる『λ』を
定める必要があり、ムーディー線図より求めるにも漏れているときの
流速がこの時点ではわかっていないのでレイノルズ数を算出できません。
（そもそも漏れる流速が解っているとQ=Avより漏れ量を求められます）
不静定問題と思いますが、漏れ量を求められる方法をご存じのお方は
どうかお知恵をお貸しください。
回答 （2件中 1～2件目)
浅学非才の身で回答するものですから、ときに赤っ恥をかきます。
しかしこの場合には、ご質問の意味不明です。
ピストン断面積Ａ、ストロークＬとすれば、理論上の
吐き出し量はＡＬですが、主として高圧側から低圧側への漏れにより、
実際の吐き出し量はＡＬ－δＡＬとなりましょう。
運転中のポンプについての漏れ量δＡＬなら簡単に実測出来る筈
ですが、これでは駄目なのでしょうか？
なお、オリフィスの流量係数Ｃとか、ムーディー線図とは
何の関係もないと思いますが・・・
自動車のピストン・シリンダーなら高温のためにピストンリングが
入ってますが、ポンプの場合にはピストンにＯリングでも入っている
のでしょう。
そうすると、差圧がかかる場合のＯリングからの漏れなどを
調べる必要があるのではないでしょうか。
Ｏリングもない金属のシリンダー内を金属のピストンが
動くのなら、例えば参考資料の通りでしょう。
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目安を知る意味では限界Reでの値を計算してみるのはどうでしょう。
やはり実際の流量(流速)を知る必要があると思います。ポンプ近傍の配管
部に流量計またはオリフィスを取り付けて、計測はできませんか。
的が絞れれば、下記サイトの計算で計算してみては如何でしょう。
＜計算できる演習ページ＞
-管内流れの圧力損失
-オリフィス
お礼
2011/02/25 14:27
早速のご教授ありがとうございます。
まずは目安をとるためにも教えていただいた方法で試算してみます。
吐出側と吸入側の圧力差?Pが解っており、速度を
ｖ＝（2*?P/ρ）＾（0.5）
で計算しています。
しかし隙間が狭いためか、この速度でレイノルズ数を計算すると
すごく低い数値となっています。
そうすると、λ＝64/2320よりも実際はλが
大きくなりそうですので、実際の漏れ量は計算値よりも
少なくなることを踏まえながら進めてみようかと思います。
また、演習ページもご紹介いただきありがとうございました。
自分で作成した計算自体、合っているのか解らない状態に
陥ってましたのでとても助かりました。
ありがとうございます。
お礼
2011/03/10 19:36
ご教授ありがとうございます。
『2重管の隙間流れ』の資料を紹介いただき
簡単な試験と計算をしてみました。
差圧から漏れ量を計算しますが、そこで用いる
隙間の面積が、層流と乱流で異なるとの情報なので
? 層流では使えない等価水力直径から求めた隙間面積
? 幾何学的にもとめた実際の隙間面積
の２つで求めた漏れ量と実験で得た漏れ量を比べると
実験値は?と?の間にプロットされました。
今後はさらに試験で詰めていき
『粘性流 Q∝h3（P1-P2）』を用いて漏れ係数を
定数としたいと考えています。
私の試験対象のポンプはトロコイドポンプで内歯車と外歯車が
かみ合いながら回転することで容積変化を起こすタイプの
容積ポンプです。したがって歯と歯の隙間と側面の隙間の
２つの隙間から漏れるため、実験で得られる漏れ量からは
どちらからの漏れ量が多いか解りにくいという問題があります。
容積式ポンプという曖昧な表現をし、申し訳ございませんでした。
貴重な資料まで紹介いただきありがとうございました。