水密性試験について

質問

製品として水圧0.1kpaを止水できるかを試験用の筒を製品の投入口と接続して確認したいと思います。
製品の水を投入する径は60mm、実際にはパッキン部（Φ100部）の止水性の確認となります。
試験用の筒の高さを100mmとして、筒の径を
(1)60mm（製品投入口と同じ）
(2)30mm(製品投入口以下）
(3)61mm以上
とした場合、
上記3種類とも、パッキン部には同じ水圧がかかりますでしょうか？
分りやすくおしえていただけると幸いです。

回答No.9

ohkawa3

筒の径と水柱の高さについては、他の回答者さんが十分な回答をなさっていますので、別の観点から・・・。
製品仕様が分からないのですが、100mm水柱程度の微圧の試験で、実用的な水密性能を確認できるのか大いに疑問があります。老婆心ながら、もう1桁程度試験圧力を高めた方がよさそうに思います。

併せて、漏水を検出する方法の感度を高める方法を検討なさることをお勧めしたいと思います。
http://www.taseto.com/chemical/c01_3.html

お礼

ご回答ありがとうございます。
筒の大きさ違いによるパッキン部の圧力の影響が知りたかったため、例として0.1kPaとさせていただきました。
実際の製品ではございません。

回答No.8

bunjii

>パッキンから水漏れする高さは、3種類の筒とも同じ高さということですよね？
そうです。
同じになります。
信じられないときは実験すれば！！（Φ60とΦ10で試すと良いでしょう）

お礼

度々ありがとうございます。
信じれないですけど、そうなるんですね！

回答No.7

mpascal

私も単位勘違いしてました。0.1kPa=1hPa 水柱10mm でしたね。（1000hPa 水柱10m）

回答No.6

bunjii

>試験用の筒の高さを100mmとして、
パッキンの位置から筒の上端までの高さが不明です。
また、0.1kpaは水深にすると約10mmなので試験用の筒は不要のように思われます。（単位を間違えていませんか？）

>上記3種類とも、パッキン部には同じ水圧がかかりますでしょうか？
はい、同じ圧力になります。

>分りやすくおしえていただけると幸いです。
わかりやすくと言われてもこの場では長々と説明できません。
水圧は全ての方向に働く単位面積当たりの力なので容器の一定深さに対しては上部の面積に関係なく一定になります。
あなたの思考では固形の重りを平面で受けたときの全重量を受ける面積で割った単位面積当たりの重量として考えたのではないですか？
水圧の場合は上部の水の量は関係なく水深のみで決まります。

補足

ご回答ありがとうございます。
3種類ともパッキン部にかかる圧力は同じなんですね。。。
・投入口同等
・投入口以下
・投入口以上
いずれも筒の高さを上げていった場合、パッキンから水漏れする高さは、3種類の筒とも同じ高さということですよね？

回答No.5

mpascal

そうです。

回答No.4

mpascal

片側が100mm、片側が1mm のホースの両端を上に向け水を入れると液面の高さが同じになるのは理解されてますかね。

補足

回答ありがとうございます。
はい、それは理解できます。

製品のパッキン部に注目した場合、
(1)Φ60のまま、高さ100mmまで立ち上げた筒
(2)Φ60からΦ1mmに絞って高さ100mmまで立ち上げた筒
(1)、(2)ともに上面まで水を注いで放置した場合、パッキン部にかかる圧力は(1)の方が小さいように感じます。
mpascalさんの見解は(1)、(2)ともに同じということですよね？(◞‸◟)
何度もすみません。。

回答No.3

mpascal

ここまで考える必要も無いのですが、圧力は重さ割る面積です。径が細く軽い分面積も狭いので圧力は同じです。極論はホースでも構いません。

補足

筒の内径の面積の場合だけに関してではないのでしょうか？
今回は製品のパッキン部（部品Ａと部品Ｂの間）にかかる水圧です。
極論ですが、高さは同じとして、
・Φ1mmの筒の場合
・Φ100mmの筒の場合
だと、感覚的にですがパッキン部にかかる圧力はどうしても同じとは思えません。。。

回答No.2

mpascal

圧力は「水頭」（高さ）で表せるので、高さが同じであれば圧力は径に関係なく同じになります。

回答No.1

mpascal

水圧は同じです。

補足

たびたびご回答ありがとうございます。
パッキン部にかかる水圧については、筒の径は関係ないとのことでしょうか？
径が小さくなれば重量は軽くなります。重量=力ですので、関係ありそうな気がします。
やはり製品として0.1kPaの水密性試験であれば、製品投入口のΦ60以上でしないといけないのではないでしょうか？
再度、ご確認宜しくお願いします。