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計算例1 粘度:500mPa・s(比重1)の液を モータ駆動定量ポンプ FXD1-08-VESE-FVSを用いて、次の配管条件で注入したとき。 吐出側配管長:20m、配管径:20A = 0. 02m、液温:20℃(一定) «手順1» ポンプを(仮)選定する。 既にFXD1-08-VESE-FVSを選定しています。 «手順2» 計算に必要な項目を整理する。(液の性質、配管条件) (1) 粘度:μ = 500mPa・s (2) 配管径:d = 0. 02m (3) 配管長:L = 20m (4) 比重量:ρ = 1000kg/m 3 (5) 吐出量:Q a1 = 1L/min(60Hz) (6) 重力加速度:g = 9. 8m/sec 2 «手順3» 管内流速を求める。 式(3)にQ a1 とdを代入します。 管内流速は1秒間に流れる量を管径で割って求めますが、 往復動ポンプ では平均流量にΠ(3. 14)をかける必要があります。 «手順4» 動粘度を求める。式(6) «手順5» レイノルズ数(Re)を求める。式(4) «手順6» レイノルズ数が2000以下(層流)であることを確かめる。 Re = 6. 67 < 2000 → 層流 レイノルズ数が6. 67で、層流になるのでλ = 64 / Reが使えます。 «手順7» 管摩擦係数λを求める。式(5) «手順8» hfを求める。式(1) 配管長が20mで圧損が0. 133MPa。吸込側の圧損を0. 05MPa以下にするには… 20 × 0. 05 ÷ 0. 133 = 7. 5m よって、吸込側の配管長さを約7m以下にします。 «手順9» △Pを求める。式(2) △P = ρ・g・hf ×10 -6 = 1000 × 9. 配管 摩擦 損失 計算 公式サ. 8 × 13. 61 × 10 -6 = 0. 133MPa «手順10» 結果の検討。 △Pの値(0. 133MPa)は、FXD1-08の最高許容圧力である1. 0MPaよりもかなり小さい値ですので、摩擦抵抗に関しては問題なしと判断できます。 ※ 吸込側配管の検討 ここで忘れてはならないのが吸込側の 圧力損失 の検討です。吐出側の許容圧力はポンプの種類によって決まり、コストの許せる限り、いくらでも高圧に耐えるポンプを製作することができます。 ところが吸込側では、そうはいきません。水を例にとれば、どんなに高性能のポンプを用いてもポンプの設置位置から10m以下にあると、もはや汲み上げることはできません。(液面に大気圧以上の圧力をかければ別です)。これは真空側の圧力は、絶対に0.
71} + \frac{2. 51}{Re \sqrt{\lambda}} \right)$$ $Re = \rho u d / \mu$:レイノルズ数、$\varepsilon$:表面粗さ[m]、$d$:管の直径[m]、$\mu$:粘度[Pa s] 新しい管の表面粗さ $\varepsilon$ を、以下の表に示します。 種類 $\varepsilon$ [mm] 引抜管 0. 0015 市販鋼管、錬鉄管 0. 045 アスファルト塗り鋳鉄管 0. 12 亜鉛引き鉄管 0. 15 鋳鉄管 0. 26 木管 0. 18 $\sim$ 0. 9 コンクリート管 0. 3 $\sim$ 3 リベット継ぎ鋼管 0. 9 $\sim$ 9 Ref:機械工学便覧、α4-8章、日本機械学会、2006 関連ページ
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。