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ガス消費量の計算式とは？
- ガス消費量を計算するための式を知りたい
- 窒素と酸素のガス種類の変化による消費量の違いを知りたい
- 圧力と出口の直径のみで計算できる式は存在するのか知りたい
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Q[L/min] = 113AP(空気密度/ガス密度）√(273/T） A:ノズル断面積mm2 P:絶対圧MPa T:空気温度k 273kの空気で計算すると113×3.14×（0.8＋0.1）で319L/minになります。 ピトー管の式 Q＝CA√(2gP/γ）で係数C無視でも215L/min 速度を音速上限にしちゃうと62L/min この差は速度が√Pとは比例しなくなる領域であることから発生します。 やはり実務式でやるのが一番だと思います。 ガス比重が影響しないことはありません。 圧力が仕事してガスに速度エネルギーを与えるわけですから軽い方がより流量が増えます。 空気は温度が高くなると密度は減りますが粘性も上がります。 それらをひっくるめて近似し上記式で表してるのだと思います。 ひょっとしたら湿度や密度はひっくるめてない可能性もありますが 所詮近似式なのです。 粘性係数やムーディ線図をピタリと近似する式が発明されればいいですね。
少し廻りくどいアドバイスをしました。 『ベルヌーイ』の定理を確認してみましたか？ その中に出てくる式を使用して、具体的に“圧力 ⇒ 流速”を求める内容を 紹介しました。 最終的には、比重量を『水』から『窒素』に変えれば、窒素の流速が求まります。 窒素の比重量が？？なら、空気（窒素；75%、酸素；20％強）で代用しても ＯＫでしょう。 只、受身だけでなく、自分でアクションを起こし、 『カット＆トライ』をして、回転を早くして、色々な技術を身につけて下さい。 そして、良きエンジニアになって下さい。
例えば、流体が水の場合は、 圧力水頭 ＝ 速度水頭 P（圧力）kg/m2÷γ（比重量）kg/m3＝ v（速度）m/sec × v（速度）m/sec ÷〔2×g（重力加速度）m/sec2〕 圧力が0.25（MPa）なので、0.25×1,000,000÷9.8 ⇒ 25500kg/m2となり、 v（速度）m/sec ＝ √25500kg/m2÷1000kg/m3×（2×9.8m/sec2）≒ 22.3m/sec となります。<以前、この森に投稿した内容より、>
お礼
今回はガス流量を計算したかったのですが、今後の参考にさせていただきます。 ありがとうございました
流体の圧力と断面積で、その断面積から出る流速が求まります。 その流速を断面積の積で、その圧力時の流量が求まります。 そして、初期はその圧力で、最後は０MPaであるので、簡単に考えると ? 縦が0.8MPaで、横がＴ時間の長方形（圧力0.8MPaで一定の場合） ? 縦が0.8MPaで、横がＴ時間の直角三角形（圧力0.8 ⇒ 0 MPaの場合） 面積が、ボンベ内のガス容量であるので、 ?で計算した時間の?は２倍となります。<ボンベの寿命計算> さて、圧力エネルギーを速度エネルギーに変換する 『ベルヌーイ』の式をサイトで検索して、使用して下さい。 使用方法は、 圧力水頭（エネルギー）＝速度水頭（エネルギー） です。<圧力水頭は、圧力が判っているので、速度が求まります> エネルギーが一定（保存の法則）なので、 それが変化しただけなので、＝で結び計算します。
お礼
圧力に比例し、断面積に反比例すると単純に考えてよろしいのでしょうか？ もう少しベルヌーイの式を調べてみます。 ありがとうございます
簡単で、だいたいの消費量計算は次のようです。 ただし、ガスボンベ使用の場合です。 噴出前ガスボンベ圧力 : P1 , MPa 噴出後ガスボンベ圧力 : P2 , MPa ガスボンベ容積 ： V , リットル 消費量 ＝ (P1-P2)*V*10 , リットル しかし 測定のためには、長い時間がかかりますね。 むかし、空気圧工学で気体の噴出時間の計算式を見た覚えがあります。 その式から量を算出できるか、一度探してください。
お礼
この方法であれば計算できますが、時間がかかることと実際に消費してしまうのが難点ですね。 ありがとうございます
補足
流量計をＳＭＣさんからお借りして実際に測定してみました。 結果から言うと、345L/minとなりました。 ガス温度１５℃として教えていただいた公式で計算しますと、 113×3.14×（0.8＋0.1）√（273/(273+15))で310L/minとなります。 またノズル径を3mmにして同様のテストをしましたら実測780L計算700Lとなりました。 この公式の場合、ガス温度に反比例して流量が少なくなると思いますが、計算結果と実測でこれだけの差が出るものなのでしょうか？それとも、ガス温度の考え方に間違いがあるのでしょうか？ また、ガス比重は影響しないと判断してもいいのでしょうか？ 質問ばかりで申し訳ありませんがご教授いただければと思います。