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揚程について教えてください
- 揚程とは何か、そして流量と圧力の条件から揚程を計算する方法について説明します。
- 揚程は、液体や気体を上昇させるために必要なエネルギーを表す指標です。
- 流量と圧力の条件から揚程を計算するには、ベルヌーイの定理やポンプの性能曲線を用いることが一般的です。
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揚程は「高さ」をいい，高さなので単位はｍ（メートル）で表します。一方，圧力は「単位面積当たりの力」で表します。 この良い例は，理科の実験でしょうか。文字だけで表現するので，自信はありませんが。とにかく書いてみます。Ｕ字間があってそれに水を入れて，右側の管には何も置かないで，左側の管に分銅を置く（分銅の真下には漏れないように板を敷いて）とどうなるでしょうか？ そうです。右側の管では水面が上昇して，左側の管の液面は下がります。そして数秒するとどちらの液面も止まります。分銅を重くしていくと，右側の液面は更に上昇し，左側の液面は更に低下します。つまり，分銅が重いほど，両液面の差が大きくなります。 また水ではなく，灯油など（実際には危険ですが）のように，水より軽い液体の場合はどうなるでしょうか。水の場合と同じ重さの分銅でも，両液面差が大きくなります。液体の密度でも，液面差が変わるのです。 つまり，両液面差が「揚程」になります。分銅で押される左側の液面には圧力が作用していて，それと同じ右側の液面において，もし手の平をおいたら揚程分の重さを感じます。ここに圧力計を付けたら，同じ圧力を示します。 さて，圧力8.8kPaを揚程に換算してみましょう。揚程の単位がｍなので，旧いCGS系単位で書いてみます。 1Pa=0.102kg/m2=0.102 x 10^(-4)kg/cm2 1kPa=0.0102 kg/cm2 8.8kPa=0.090 kg/cm2 になります。 「8.8kPa=0.090 kg/cm2」この意味は，圧力8.8kPaは1cm2当たり0.090kgの力を発生させるということです。 揚程：ｈ（ｍ），圧力：ｐ（ｋｇ／ｃｍ２），流体の比重量：γ（ｇ／ｃｍ３）とおくと， ｐ＝γ・ｈなので，単位を合わせ，液体を水γ=1.0とおくと， ｈ＝１０・ｐ／γ＝10x0.090/1.0＝0.9m となります。「8.8kPa=0.090 kg/cm2=0.9m(水)」です。 圧力を揚程に換算する場合には，流量は無関係です。流体機械などの性能を表すのに，流量と揚程の関係が使われます。
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＞・・・はい、まさにyukioさんご推察のとおりであります。 ギョ，ギョ，ギョ，ギョ，ギョ，ギョエー 工学系の出身者でも勉強して設計できるようになるのに，3年かかると聞いています。それをこの「技術の森」で３年間やるのですか？？？ ここは失礼して，一目散に退散させていただきます。いや，退散前に少しだけ，素早くアドバイスを書きます。 １） ポンプ専門会社へ依頼する。 ２） ポンプ設計をやっている人を友人に持っている人が，身近にいないかどうか探す。いたら，その人に設計してもらう（一度は盛大にごちそうすることは覚悟）。 ３） 自ら勉強する（下記ＵＲＬの本参照，及びインターネットで調査魔になる）。 http://books.yahoo.co.jp/bin/detail?id=18776643 http://books.yahoo.co.jp/bin/detail?id=19839488 http://books.yahoo.co.jp/bin/detail?id=30661928 「それでは，さらば！ 検討を祈る！」 ツッッッッッッッッッッッ…………………
お礼
・・・ですよね。 「素早いアドバイス」には、自分も同感です・・・。 ありがとうございました。
＞追加の質問になるのですが、実は、ポンプの設計検討をしております。 流量 0.00?/min時；10.5ｋPa 流量5.610?/min時；10.0ｋPa 流量10.00?/min時； 8.8ｋPa 流量10.57?/min時； 8.5ｋPa 流量14.96?/min時； 5.5ｋPa 流量19.82?/min時； 1.5ｋPa といったデータを実現するには、 どのようなポンプ性能(揚程、流量の基本性能!?)を規定するべきなのでしょうか。 意味がよく理解できませんが，ひょっとしたら，ポンプをどうやって設計するかとのご質問でしょうか？
補足
・・・はい、まさにyukioさんご推察のとおりであります。
補足
ご丁寧なアドバイスであり、誠にありがとうございます。「サル；自分」にもよく分りました。 追加の質問になるのですが、実は、ポンプの設計検討をしております。 流量 0.00?/min時；10.5ｋPa 流量5.610?/min時；10.0ｋPa 流量10.00?/min時； 8.8ｋPa 流量10.57?/min時； 8.5ｋPa 流量14.96?/min時； 5.5ｋPa 流量19.82?/min時； 1.5ｋPa といったデータを実現するには、 どのようなポンプ性能(揚程、流量の基本性能!?)を規定するべきなのでしょうか。 アドバイスいただけるようでした幸いです。 宜しくお願い申し上げます。