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密閉配管回路についての教えてください
- 高温水の密閉配管回路について、水温上昇による圧力変化や液の膨張量による膨張タンク内の空気の圧縮、水の蒸気圧の関係について教えてください。
- 高さが10ｍ以上の場合、循環ポンプが止まっていると上部に真空部が発生するのかどうか、またポンプが回っていれば問題ないのか教えてください。
- 密閉回路の挙動についての参考書や情報源を教えていただけると幸いです。
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状態が把握できませんが，想像を加えて答えます。 ?空気の圧縮だけです。ボイル（ーシャルル）の法則だったか，PV=P'V'になると思います。 ?「高さが10ｍ」のポンプとの位置関係がよく判らないのですが，循環ポンプの吸込液面が，ポンプの下１０ｍならば問題が出ます。「上部」の場所もどこかよく判らないのですが，液中にある溶存酸素が高温になると，空中に出てくるので，空気層ができます。空気をポンプに入れると問題が発生します。 ?参考URL http://www.eccj.or.jp/he_qa/heat/n0011.html http://cm.mech.kyushu-u.ac.jp/~uragami/reporta.doc 密閉回路の場合，液の飽和蒸気圧力＝空気層の圧力です。
お礼
ありがとうございます．?空気の圧縮と?飽和蒸気圧の違いはなんですか？ ?の補足ですが、ポンプは最下位置です。密閉循環配管はハートマークの逆さの形態で 下方中央部の浮き上がったところに膨張タンクがあり、その液面より下に行き戻り配管口があるので膨張タンクが開放でも密閉回路になります．今回は、膨張タンクは密閉とした場合です．この逆さハートマークの高さが10ｍ以上あった場合上部は真空になりますか？ 参考ＵＲＬ早速見てみました。ポンプがらみではありましたが密閉回路の状態の情報はありませんでした．
?下記を前提条件として回答します。 膨張タンク＝アキュムレータと考えます。 停止時は常温、大気圧、使用時に高温、加圧。 使用時９０度では沸騰しないので、基本的に蒸気は発生しません。 しかも使用時に温度上昇すると、体積が膨張することにより、圧力も上昇しますので、より沸騰しにくくなります。 従って加熱部で局所的に１００度を超え、沸騰する恐れがあるのであれば別ですが、通常は蒸気圧は考慮の必要はありません。 因みに普通乗用車の冷却水は、１．１気圧、プロピレングリコール使用で１１０度程度まで沸騰しません。 ?停止時に大気圧まで下げてしまうと、真空部分の発生が起こりますが、常時循環しているのであれば、当然その高さ以上の揚程のポンプを使用するのですから、真空は発生しません。 また停止時も、アキュムレータにより、与圧を確保することで、真空の発生は防ぐことが可能です。 上記の回答は、かつての私の経験と、物理学の基本からの話ですので、生憎と?の参考書等については判りません。 大手書店の専門書のコーナーには、その手の本が並んでいるのを見たことは有りますので、そちらで探してみてはいかがでしょうか。
お礼
参考になりました。??ともそう思います。
回路は常時加圧型ですか？使用時のみ加圧型ですか？ 使用時および停止時の温度は？ 循環水は純水ですか？添加物が有りますか？ その他制限事項等有りませんか？
補足
説明不足ですみません。熱交換回路で使用時のみポンプで循環させます．使用開始は常温20℃前後、使用時最高90℃ 停止時の温度はさまざまです．循環液はプロピレングリコール水溶液(不凍液)です。配管は銅管およびポリ管です。 10ｍ以上の建物の給湯配管は、常時循環しているので負圧の心配は無いのでしょうか？
お礼
ありがとうございました． 質問の仕方が悪くてすみません． 液温の上昇により液体の体積が膨張し空気が圧縮されて内圧が上がりますが(容量、温度によって変化)、その内圧が蒸気圧より低ければ蒸気圧まで上がり、高ければそのままの内圧ですか？という意味の関係です。 上部は大気圧以下になるとの事ですが、液面より上は大気圧以下になり、上になるにしたがってどんどん圧力が小さくなりますか？大気圧と吊り合う水頭圧10ｍとは関係ないですか？ 管内の高さ方向の圧力分布はどのように考えればよいでしょう？ 100℃未満だと上部は真空との事ですが、100度以上で沸騰しているときは、蒸気圧の１気圧という事ですか？