ポンプで液体を送る（配管）

質問

ポンプで液体を送る（配管）
ポンプで液体を送るのですが（タンクからタンクへ）、送られた後、どうしても泡沫が含まれてしまいます。また、元々の液体の比重が、送液後に上昇するのは、どういう症状なのでしょう。
元々の液体の温度や粘度、またはポンプの速度によって、状態が変わるのでしょうか。
また、液体を送る速度と、圧力はどういう関係があるのでしょうか。
伝わりにくいかと思いますが、教えていただければと思います。

回答No.1

el156 · ベストアンサー

液体を送るには、高低差をつけるか、圧力差をつけるか、何れかが必要です。送る速さ(流量)を大きくするには、圧力差、又は高低差を大きくします。ポンプで送液する際の各部の圧力の考え方については私の以前の回答、
http://okwave.jp/qa/q6720439.html
が参考になるかもしれません。
ポンプは入口の圧力を下げて液体を吸い込み、出口の圧力を上げて液体を吐き出していると考えることができます。流路の圧力は流路の高さとポンプからの距離によって決まりますが、高低差が大きくなければポンプの入り口が最低圧力、出口が最高圧力です。
泡立つ理由はいくつかありますが、泡沫ができる場所を流れの順に考えてみます。吸い込み側は大気に対して負圧になっていますので、吸い込み側流路の継ぎ手部などのどこかに隙間があると空気が混入します。最大負圧はポンプの入り口なので、特に注意が必要です。隙間が無くても、もし流す液体が揮発性だったり気体が飽和近くまで融けていれば減圧されることで泡沫ができます。次にポンプ回りですが、ポンプの中は構造が複雑なので気体が残っている場合があります。それが少しずつ流れて来て泡沫ができる場合もあると思います。どこかにフィルタがあったとすると、フィルタの上流側の空気がフィルタに到達して小さな泡沫に分解され少しづつ流れ出すこともあります。ポンプの出口からタンクまでは通常正圧になっているのでここで泡沫を生じる心配は普通ありません。タンクに液体が放出される所では、流速が速いとタンクの液面を乱します。もし液体が石鹸水のようなものならこの時に液体表面で空気を巻き込んで泡立つことになると思います。以上のように泡沫の発生場所にはいくつかが考えられ、又泡の中の気体も空気だったり何かの蒸気だったりすることが考えられるので、お困りの状態がどれに当たるのか考えながら観察されると良いと思います。
送液による液体への影響は、液体が何かによると思います。複雑な分子構造の液体をギアポンプ等比較的ストレスの大きなポンプで送ると粘度などには影響があるかもしれません。
最後に比重の上昇ですが、これは不思議ですね。液中の(例えばアルコールのような)軽い成分が泡沫となって蒸発したからでしょうか。わかりません。興味深いです。