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098MPa以下にはならないからです。しかも配管内やポンプ内部での 圧力損失 がありますので、実際に汲み上げられるのは5~6mが限度です。 (この他に液の蒸気圧や キャビテーション の問題があります。しかし、一般に高粘度液の蒸気圧は小さく、揮発や沸騰は起こりにくいといえます。) 「 10-3. 摩擦抵抗の計算 」で述べたように、吸込側は0. 05MPa以下の圧力損失に抑えるべきです。 この例では、配管20mで圧力損失が0. 133MPaなので、0. 05MPa以下にするためには から、配管を7. 5m以下にすれば良いことになります。 (現実にはメンテナンスなどのために3m以下が望ましい長さです。) 計算例2 粘度:3000mPa・s(比重1. 3)の液を モータ駆動定量ポンプ FXMW1-10-VTSF-FVXを用いて、次の配管条件で注入したとき。 吐出側配管長:45m、配管径:40A = 0. 04m、液温:20℃(一定) 油圧ポンプで高粘度液を送るときは、油圧ダブルダイヤフラムポンプにします。ポンプヘッド内部での抵抗をできるだけ小さくするためです。 既にFXMW1-10-VTSF-FVXを選定しています。 計算に必要な項目を整理する。(液の性質、配管条件など) (1) 粘度:μ = 3000mPa・s (2) 配管径:d = 0. 04m (3) 配管長:L = 45m (4) 比重量:ρ = 1300kg/m 3 (5) 吐出量:Q a1 = 12. 4L/min(60Hz) (6) 重力加速度:g = 9. 8m / sec 2 Re = 8. 99 < 2000 → 層流 △P = ρ・g・hf × 10 -6 = 1300 × 9. 8 × 109. 23 ×10 -6 = 1. 39MPa △Pの値(1. 9-3. 摩擦抵抗の計算｜基礎講座｜技術情報・便利ツール｜株式会社タクミナ. 39MPa)は、FXMW1-10の最高許容圧力である0. 6MPaを超えているため、使用不可能と判断できます。 そこで、配管径を50A(0. 05m)に広げて、今後は式(7)に代入してみます。 これは許容圧力:0. 6MPa以下ですので一応使用可能範囲に入っていますが、限界ギリギリの状態です。そこでもう1ランク太い配管、つまり65Aのパイプを使用するのが望ましいといえます。 このときの△Pは、約0. 2MPaになります。 管径の4乗に反比例するため、配管径を1cm太くするだけで抵抗が半分以下になります。 計算例3 粘度:2000mPa・s(比重1.
分岐管における損失 図のような分岐管の場合、本管1から支管2へ流れるときの損失 ΔP sb2 、本管1から支管3へ流れるときの損失 ΔP sb3 は、本管1の流速 v1 として、 ただし、それぞれの損失係数 ζ b2 、ζ b3 は、分岐角度 θ 、分岐部の形状、流量比、直径比、Re数などに依存するため、実験的に求める必要があります。 キャプテンメッセージ 管路抵抗(損失)には、紹介したもののほかにも数種類あります。計算してみるとわかると思いますが、比較的高粘度の液体では直管損失がかなり大きいため、その他の管路抵抗は無視できるほど小さくなります。逆に言えば、低粘度液の場合は直管損失以外の管路抵抗も無視できないレベルになるので、注意が必要です。 次回は、今回説明した計算式を用いて、「等量分岐」について説明します。 ご存じですか? モーノディスペンサーは 一軸偏心ねじポンプです。
一般に管内の摩擦抵抗による 圧力損失 は次式(ダルシーの式)で求めることができます。 △P:管内の摩擦抵抗による 圧力損失 (MPa) hf:管内の摩擦抵抗による損失ヘッド(m) ρ:液体の比重量(ロー)(kg/m 3 ) λ:管摩擦係数(ラムダ)(無次元) L:配管長さ(m) d:配管内径(m) v:管内流速(m/s) g:重力加速度(9. 8m/s 2 ) ここで管内流速vはポンプ1連当たりの平均流量をQ a1 (L/min)とすると次のようになります。 最大瞬間流量としてQ a1 にΠ(パイ:3. 14)を乗じますが、これは 往復動ポンプ の 脈動 によって、瞬間的に大きな流れが生じるからです。 次に層流域(Re≦2000)では となります。 Q a1 :ポンプ1連当たりの平均流量(L/min) ν:動粘度(ニュー)(m 2 /s) μ:粘度(ミュー)(ミリパスカル秒 mPa・s) mPa・s = 0. 配管 摩擦 損失 計算 公式ブ. 001Pa・s 以上の式をまとめポンプ1連当たり層流域では 圧力損失 △P(MPa)を粘度ν(mPa・s)、配管長さL(m)、平均流量Q a1 (L/min)、配管内径d(m)でまとめると次式になります。 この式にそれぞれの値を代入すると摩擦抵抗による 圧力損失 を求めることができます。 計算手順 式(1)~(6)を用いて 圧力損失 を求めるには、下の«計算手順»に従って計算を進めていくと良いでしょう。 «手順1» ポンプを(仮)選定する。 «手順2» 計算に必要な項目を整理する。(液の性質、配管条件など) «手順3» 管内流速を求める。 «手順4» 動粘度を求める。 «手順5» レイノルズ数を求める。 «手順6» レイノルズ数が2000以下であることを確かめる。 «手順7» 管摩擦係数λを求める。 «手順8» hf(管内の摩擦抵抗による損失ヘッド)を求める。 «手順9» △P(管内の摩擦抵抗による 圧力損失 )を求める。 «手順10» 計算結果を検討する。 計算結果を検討するにあたっては、次の条件を判断基準としてください。 (1) 吐出側配管 △Pの値が使用ポンプの最高許容圧力を超えないこと。 安全を見て、最高許容圧力の80%を基準とするのが良いでしょう。 (2) 吸込側配管 △Pの値が0. 05MPaを超えないこと。 これは 圧力損失 が0. 098MPa以上になると絶対真空となり、もはや液(水)を吸引できなくなること、そしてポンプの継手やポンプヘッド内部での 圧力損失 も考慮しているからです。 圧力損失 が大きすぎて使用不適当という結果が出た場合は、まず最初に配管径を太くして計算しなおしてください。高粘度液の摩擦抵抗による 圧力損失 は、配管径の4乗に反比例しますので、この効果は顕著に現れます。 たとえば配管径を2倍にすると、 圧力損失 は1/2 4 、つまり16分の1になります。 精密ポンプ技術一覧へ戻る ページの先頭へ
35)MPa以下に低下させなければならないということです。 式(7)を変形すると となります。 式(7')にμ(2000mPa・s)、L(10m)、Q a1 (3. 6L/min)、△P(0. 15MPa)を代入すると この結果は、配管径が0. 032m以上あれば、このポンプ(FXD2-2)を使用できるということを意味しています。 ただし0. 032mという規格のパイプは市販されていませんので、実際に用いるパイプ径は0. 04m(40A)になります。 ちなみに40Aのときの 圧力損失 は、式(7)から0. 059MPaが得られます。合計でも0. 41MPaとなり、使用可能範囲内まで低下します。 配管中に 背圧弁 がある場合は、その設定圧力の値を、また立ち上がり(垂直)配管の場合もヘッド圧の値をそれぞれ 圧力損失 の計算値に加算する必要があります。 この例では、 圧力損失 の計算値に 背圧弁 の設定圧力と垂直部のヘッド圧とを加算すれば、合計圧力が求められます。 つまり △P total = △P + 0. 15 + 0. 059 = 0. 9-4. 摩擦抵抗の計算＜計算例1・2・3＞｜基礎講座｜技術情報・便利ツール｜株式会社タクミナ. 059 + 0. 21 = 0. 27MPa ということです。 水の場合だと10mで0. 098MPaなので5mは0. 049になります。 そして比重が水の1. 2倍なので0. 049×1. 2で0. 059MPaになります。 配管が斜めになっている場合は、配管長には実長を用いますが、ヘッドとしては高低差のみを考えます。 精密ポンプ技術一覧へ戻る ページの先頭へ
2)の液を モータ駆動定量ポンプ FXD2-2(2連同時駆動)を用いて、次の配管条件で注入したとき。 吐出側配管長:10m、配管径:25A = 0. 025m、液温:20℃(一定) ただし、吐出側配管途中に圧力損失:0. 2MPaの スタティックミキサー が設置されており、なおかつ注入点が0. 15MPaの圧力タンク内であるものとします。 2連同時駆動とは2連式ポンプの左右のダイヤフラムやピストンの動きを一致させて、液を吸い込むときも吐き出すときも2連同時に行うこと。 吐出量は2倍として計算します。 FXD2-2(2連同時駆動)を選定。 (1) 粘度:μ = 2000mPa・s (2) 配管径:d = 0. 025m (3) 配管長:L = 10m (4) 比重量:ρ = 1200kg/m 3 (5) 吐出量:Q a1 = 1. 8 × 2 = 3. 6L/min(60Hz) 2連同時駆動ポンプは1連式と同じくQ a1 の記号を用いますが、これは2倍の流量を持つ1台のポンプを使用するのと同じことと考えられるからです。(3連同時駆動の場合も3倍の値をQ a1 とします。) 粘度の単位をストークス(St)単位に変える。式(6) Re = 5. 76 < 2000 → 層流 △P = ρ・g・hf × 10 -6 = 1200 × 9. 8 × 33. 433 × 10 -6 = 0. 393(MPa) 摩擦抵抗だけをみるとFXD2-2の最高許容圧力(0. 5MPa)と比べてまだ余裕があるようです。しかし配管途中には スタティックミキサー が設置されており、更に吐出端が圧力タンク中にあることから、これらの圧力の合計(0. 2 + 0. 15 = 0. 35MPa)を加算しなければなりません。 したがってポンプにかかる合計圧力(△P total )は、 △P total = 0. 393 + 0. 35 = 0. ダルシー・ワイスバッハの式 - Wikipedia. 743(MPa) となり、配管条件を変えなければ、このポンプは使用できないことになります。 ※ ここでスタティックミキサーと圧力タンクの条件を変更するのは現実的には難しいでしょう。したがって、この圧力合計(0. 35MPa)を一定とし、配管(パイプ)径を太くすることによって 圧力損失 を小さくする必要があります。つまり配管の 圧力損失 を0. 15(0. 5 - 0.