バッファタンクの容積・ノズル径の計算
コンプレッサの予備バッファタンクを設定し、一度に開放する空気量を
確保したいよ考えています。(メインレシーバータンクとは別に設定する
必要があるためです)
このバッファタンクの容積を計算したいと思います。
書籍等、参考にしていますがうまく行きません。
御教授頂けるようお願いします。
タンク内に蓄積された圧空がタンク外に放出される場合の時間・断面積
・タンク容積は
下記より算出できます。
T=5.21×V/S×( (P0+0.1013)/0.1013-1)^0.5 - (P+0.1013)/0.1013-1)^0.5 )
より
P=0.005MPa
P0=0.5MPa
S=366.4mm2(ノズル径 20A,内径…φ21.6mmとして)
T=60sec
の条件でVを求めると
V=T×S/(5.21×( ( (P0+0.1013)/0.1013-1)^0.5 - ( (P+0.1013)/0.1013-1)^0.5 ) )
=60×336.4/(5.21×( ( (0.5+0.1013)/0.1013-1)^0.5-( (0.005+0.1013)/0.1013-1)^0.5) )
=1937.5L
となります。…?(大きすぎると思います)
別な観点からPV=P'V'から、必要流量 V'=3.34m3/minとして、その時の圧P'=0.005MPaと
した場合、圧縮する圧をP=0.5MPaの時のタンク容積は33.4Lとなります。
仮にこの計算が正しいとして、タンクから大気開放した場合の
断面積(ノズル)は
S=12.1×V/t×Log10((Ps+0.1/(P+0.1))×√(293/T)
で求められるはずで
S=12.1×33.4/60×Log10((0.5+0.1/(0.005+0.1))×√(293/40)=13.8mm2
(径で3.71mmとなります)
この時のノズル通過速度を求めると
V=Q/A=3.34(m3/min)/(0.00371^2×π/4×60)=5149.4m/sec
となり音速をはるか上回ってしまいます。
通常、亜音速流れになると聞いておりますので、
上記はあり得ないと思います。…?
質問は
1.適正なタンク容積の設定
2.ノズルを20Aとした場合、3.34m3/minが可能な算術
(亜音速流れで)
条件
・タンク内圧力:0.5MPa
・開放後のタンク内残留圧力:0.005MPa
・外気温度:最大40℃
宜しくお願い申し上げます。