風船に取り付けられた管路およびソレノイドバルブか…
風船に取り付けられた管路およびソレノイドバルブからの、空気の流出量と流速の求め方
現在、下記のような空気圧制御機械を設計しております。
・管路の両端に、風船とソレノイドバルブが取り付けられている
・管路の内側の半径はR[mm]
・管路の長さは、L[m]
・風船の最大容量はV [m^3]
・風船の中身は、空気
図で書くと、こんな感じでしょうか
●================□ 三３（ぷしゅ～、と空気が抜ける）
|<----- L[m]--->|
●：風船、最大容量 V[m^3]
□：ソレノイドバルブ
ソレノイドバルブを閉じた状態の時、
風船の中の圧力と大気圧との差が、P[Pa]だったばあい、
ソレノイドバルブを開いたときの、
ソレノイドバルブから流れ出る空気の流量と、
ソレノイドバルブの出口での空気の流速を求めるには、
どのように考えたらよいのでしょうか？
なお、風船、管路、ソレノイドバルブはなめらかにつながっており、
管路もまっすぐで、ソレノイドバルブにおける抵抗は、ないと
考えます。
（これらの抵抗は、後で考えようかと・・・まずは大まかに値を求めたいと思います。）
たぶん、レイノズル数とかも関連してくると思うのですが、
速度がわからないと、レイノズル数も分からず・・・
流体力学を、書籍を買って勉強し始めて一週間経ちますが、
まだ考え方になれておらず、どこから手を付けて良いのか
分からない状態です。
皆様お忙しいところとは存じますが、何卒よろしくお願い申し上げます。
教科書をあさっていたところ、下記のような問題に出くわしました。
圧縮性気体の拡大縮小管における流れ、というような項目です。
問題文は、
圧力 X kg/cm^3 abs 温度 T [℃] のタンク内の空気が
断面積 S [m^2] の先細ノズルを通して外気 Y [kg/cm^3] に
噴出している。このときの最大流量を重量にて求めよ。
といった内容です。
どうやら、圧縮性流体のエネルギー保存式を変形して
求めているようです。
細かい数式、解法は省略いたします。
空気だと、圧縮性があったりするので、その辺の扱いがもやもや
していたのですが、なるほど質量で表すといいみたいですね。
あとは、管路の抵抗などを加味して求めていけば良さそうです。
というわけで、一つの解法は見つかったのですが、
これがあっているとは限りませんので、もしよろしければ
他の解法を教えていただける方がいれば大変助かります。
今後ともよろしくお願いいたします。
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