逃がす水量にあわせたオリフィスの径（面積）を知り…

質問

逃がす水量にあわせたオリフィスの径（面積）を知りたい

送水ポンプ締め切り運転時に、締め切り用の弁の手前に設けたオリフィス部分から一定流量を外部に放出させることによって、ポンプを保護するようなシステムを作りたいと考えています。

この時、最低必要なオリフィスの孔の径(もしくは面積）を算出したいです。

ポンプは選定済みですので、「締め切り時の水圧」と「オリフィスから流出させたい水量」はわかっています。

ベルヌーイの式などを使って計算するのでしょうか。

オリフィス後は余裕のある口径の配管で排水溝まで持っていきますので、大気開放に近い状態だと思いますが、オリフィス通過時の圧力損失をどの程度見たらよいかわかりません。水は真水です。

専門外となるため、基本的な知識が不足しているのですが、上記条件からオリフィスの径を求める方法を教えていただけるとうれしいです。

いろいろと教えていただきありがとうございます。
ここ数日超多忙のため、全くアクセスできない状況にいました。
明日から出張で雲の上の時間が長いのでその際に、じっくりと
考えさせていただきます。
まずはお礼まででございます。

回答No.4

noname#230359

吐出口の形状による損失係数や配管損失の書籍を確認下さい。

また、ヒントとなるURLをあらためて記述しておきます。

参考URL：

http://search.yahoo.co.jp/search?p=%E5%90%90%E5%87%BA%E5%8F%A3%E3%81%AE%E5%BD%A2%E7%8A%B6%E3%81%AB%E3%82%88%E3%82%8B%E6%

回答No.3

noname#230359

下記サイトの「計算できる演習ページ」「オリフィス」により計算できる
と思います。流量係数はレイノルズ数から近似計算します。

参考URL：

http://chemeng.on.coocan.jp/

回答No.2

noname#230359

＞ 上記(オリフィス)の条件の計算方法をご存知でしたらよろしくお願いします。
ベルヌーイの定理でも可能ですが、トリチェリーの定理でも可能です。
トリチェリーの定理でオリフィス孔の流速ｖ[m/sec]を√2･g[m/sec^2]･Ｈ[m]で求めます。
そのＨは孔に対しての水面までの高さで、水は10mで約1kgf/cm2(0.1MPa)の圧力が掛かる
ので、0.2MPa圧力であればＨ＝20mで計算し、ｖ＝√2･9.8g[m/sec^2]･20[m]≒20[m/sec]。
後は、オリフィス孔の断面積を掛ければ流速になります。
(詳細計算は、配管等の壁面に対しての穴の明き方と面取り等の流れ易さを形状係数
として導き出します。これは計測値なのでトリチェリーの定理が出ている教本等に
簡単に掲載され、演習問題等に利用されているケースがあります。)
(また、実際には本管に流速が発生していれば、穴には静圧のみが掛かりますが、今回は
送水ポンプ締め切り運転時なので穴にポンプ圧力が全部掛かるので問題ないと考えます)

この森に、ベルヌーイの定理やトリチェリーの定理に関する内容の投稿を
No.35142やNo.35133でしているので、参考に確認してみて下さい。

お礼

ありがとうございました。

渡航中に上記の計算式からなんとかおおよその
口径を推定することが出来ました。

今回はどうもありがとうございました。

上司には安全弁を含め報告し、ほぼ安全弁で
進めることとなりました。

ただ、オリフィスの計算方法も大まかに理解することが
出来、大変勉強になりました。

どうもありがとうございました。

補足

ありがとうございます。

これから頂いたアドバイスを元に今日いっぱい格闘してみます。

取り急ぎお礼まで。

回答No.1

noname#230359

「締め切り時の水圧」と「実際の作動圧」に差があるのであれば、
一般的には回路保護弁(リリーフバルブ)を使用します。

油圧ポンプユニットや水等の昇温機器の回路にも使用されています。
エア又は油圧のレギュレター等に付属のリリーフ機能です。

ある一定以上の圧力が加わると、クローズしているばねが押し負け、圧力又は水が
逃げる仕組みです。
また、その圧力はある範囲可変でき、ねじ等でばねの長さを調整し圧力を可変します。

参考URL：

http://search.yahoo.co.jp/search?p=%E3%83%AA%E3%83%AA%E3%83%BC%E3%83%95%E5%BC%81&search.x=1&fr=top_ga1_sa&tid=top_ga1_sa

補足

回答ありがとうございます。

安全弁のことは存じておりますが、今回はオリフィスを使ってという指令だったためとりあえず、この方向で進めなければならないという立場なのでございます。

しかし、安全弁の考え方はオリフィスのあんと共に提案したいと思います。

もし、上記の条件の計算方法をご存知でしたらよろしくお願いします。