水量計算

質問

お世話になります。

水深3m、直径2.4mの水槽の底に、
50Aの配管があり、バルブ開閉で水を抜く弁があります。

バルブはボールバルブですが、途中の内径の絞り等は
無視した場合、バルブ全開にすると、1分間に何リットル
の流量が出るでしょうか？

計算方法等、ご教授頂ければ嬉しいです。
よろしくお願い致します。

回答No.1

masa2211

＞途中の内径の絞り等は無視
これって、バルブによる絞りは無視できない、という意味でいいのでしょうか？（事実、メーカーにより、ここを無視したらマズイことになる。）

また、重要事項として、水槽から配管に至る間について、
1.ベルマウス（要するに、漏斗のような形状）
2.壁からいきなり管になる。
3.管が水槽の中に突き出している。
4.以上の中間型
どれ？　（配管が短いときは重要。配管が長い（ウン100ｍ以上）場合、どうでもいい。）

また、50Ａとありますが、管の延長は？管は曲がっているか？管の材料は？（SGPかVPかDIP...か。こっちは、配管が長い場合に重要。）

さらに、ボールバルブ全開のときの流量係数(CvだったりCだったり、メーカーによりいろいろなので、係数自体のほかに記号が何なのか（CvとかCとかそれ以外(具体的に)とか。)はわかりますか？

以下は、次のように仮定します。
取り付け部：　壁からいきなり管になる。
管の延長　：　ゼロまたはかなり短い。必然的に、曲がり無し、管の材料は関係なし。
ボールバルブ全開のときのバルブの抵抗はゼロ。（Ｃ＝1。）
　※バルブメーカーにより、ゼロにならない場合がある。Ｃ＝　の表記以外の表記(Cvとか)がある。
配管の末端：水槽水面から、深3.0ｍの位置。かつ、そこは水中ではない。

上記の場合、管を流れる流速は
Ｖ＝√（2×ｇ×ｈ÷1.5）
　＝6.26m/s
あとは、最も断面積が狭いところの面積を掛ければ流量(m3/s)になります。
それ以降は自力で。また、仮定が大きく異なる場合は別途質問でお願いします。
どこがどう違うかによって、式が変わります。

補足

早速の回答ありがとうございます。

条件は3です。中心底にくぼみがあって
そこに管が突出しております。

配管の末端は、さらに50cm程下がりまして、末端は空中です。

管の長さは2m程度です。
途中にボールバルブと自動弁がついています。
バルブの抵抗はよく分かりません。

配管の材質はHIVPです。
エルボ2個、チーズ1個（下の水槽に落ちない側のチーズの先は閉塞中）

流速の式は、運動と位置エネルギーからでるのですね。
ただ割る1.5とはどういう意味でしょうか。

50Aなので、内径0.05mとして計算すると0.012m3/sになるのですね。
ざっくりですが非常に大助かり致しました。

もう少しご教授頂ければ、大変うれしいです。
ありがとうございました。