リーク量の予測

質問

ヘリウムリークテスト（加圧真空法：加圧した試供体をチャンバーに入れ、チャンバーを真空引きし、漏れ量を測定する）において、リーク量から、試供体に開いた穴の径の予測（1）や、穴の径から、リーク量の予測（2）をしたい。

どのような計算で求められるか教えてください。

各条件
（1）穴の径の予測
試供体内ガス：He
試供体内圧力：Pw=1.0MPa
チャンバ内圧力：Pc=50Pa
リーク量：Q=5ｘ10＾-8　Pa・m3/sec

求めたい物：穴の径　（mm）
穴は一様な直径を持つ滑らかな物とする

（2）リーク量の予測
試供体内ガス：He
試供体内圧力：Pw=1.0MPa
チャンバ内圧力：Pc=50Pa
穴の径：φd=0.001mm
穴は一様な直径を持つ滑らかな物とする

求めたい物：リーク量：Q　（Pa・m3/sec）

回答No.1

noname#230359

判り難いかもしれませんが、トリチェリーの定理の気体版みたいなものです。
基本的には、吐出穴から水面までの水の高さから、吐出穴から出る水の速度を求める定理です。
水の高さは、10mで約0.1MPa（1kg/cm2）の圧力が加わる事はご存じと思いますから、
◇ 水の高さから、吐出穴から出る水の速度を求める、事と
◆ 水の圧力から、吐出穴から出る水の速度を求める、事は
水の高さ ⇔ 水の圧力　と変換可能なので、同じ事となるので、そのようになります。
吐出穴から出る水（流体）の速度が判れば、穴径から断面積が求まり、流体の速度である
流速を断面積と掛ければ、その穴から吐出する流体の流量が求まります。

本来は、ベルヌーイの定理で確認するのですが、判り難いと思い前述を参考記述しました。
気体の圧力に対して、規定の穴から出る流速（流量）を求める内容は、この森のNo.34019を
参照すれば判ります。
後は、穴周囲の圧力損失を考慮すれば求まります。
その損失計算は難解です。
参考のURLを掲示しますので、その内容とその内容から出てくる用語で更にネット検索し、
貴殿で確認してみて下さい。

大きな意味ではそうでしょう。
詳細な仕様であるチャンバーの板厚や穴周辺の形状、等々も大きな要因となります。
大きな誤差が生じる程の。

穴より微小亀裂のような処からの漏れが多いのでは？
（溶接部周辺等の）

参考URL：

http://arist.edu.kagoshima-u.ac.jp/p_expt/zikken_cba/c6-1.htm http://www.secom-alpha.co.jp/aqua/aq_savewater.html http:/

お礼

ご回答ありがとうございます。
リンク先の情報も大変参考になりました。

いろいろ参考にした結果、
コンダクタンスを使用した下記の式

Q（リーク量）=CΔP　

P：差圧

でコンダクタンスは穴の径と長さで決まるため、これを使用すれば成り立ちそう（誤差等あるかもしれませんが）と思いますがご意見いただけないでしょうか？

ありがとうございました。
理想モデルでの理論的な漏れ量がわかりましたので、実測と比較してみます。
穴の径まではわかりませんが・・