圧力損失
1.
あるオリフィスメーターに窒素を流量100m^3/hで流したとき、差圧が2.8kPaであった。このオリフィスメーターにメタンを流して、差圧が3.2kPaになったときのメタンの流量(m^3/h)として、最も近い値はどれか。ただし、いずれのガスを流したときも、温度、圧力の条件は同じで、オリフィスの流量係数も変わらないものとする。また、いずれのガスも理想気体として取り扱えるものとする。
- ⑴70
- ⑵90
- ⑶100
- ⑷120
- ⑸140
正解！
不正解！
⑸140
空気：28.8mol
メタン比重γ=16/28.8
=0.56
窒素比重γ=28/28.8
=0.97
オリフィスメーターの流量の公式より
Q=K√(P1-P2)/√γを用いる
窒素の流量：100=K√(2.8/0.97)
K=100/√(2.8/0.97)
メタンの流量
Q=K√(3.2/0.56)
窒素の流量から求めた比例定数Kを用いて
Q=100/√(2.8/0.97)×√(3.2/0.56)
≒140 m^3/h
2.
あるオリフィスメーターを窒素で検定したところ、流量10m^3/hのときの差圧が560Paであった。このオリフィスメーターに、メタンガス10m^3/hを流したときに発生する差圧(Pa)として最も近い値は、次の(1)~(5)のどれか。ただし、オリフィスの流量係数、メーター入口での気体の温度、圧力は窒素とメタンで変わらないものとする。
- ⑴180
- ⑵320
- ⑶420
- ⑷560
- ⑸980
正解！
不正解！
⑵320
窒素N2の比重：28/28.84より0.97
メタンCH4の比重：16/28.84より0.55
オリフィスの式より
Q=√(ΔP/s)
√(ΔP1/0.97)=√(ΔP2/0.55)
ΔP2=ΔP1×0.55/0.97
ΔP2=560×0.57
ΔP2=319 (Pa)
3.
オリフィスメーターを用いてメタンガスの流量を測定したところ、流量5m^3/hのときの差圧が1kPaであった。差圧が4kPaになったときの流量(m^3/h)として最も近い値はどれか。ただし、流量係数など他の条件は変わらないものとする。
- ⑴2.5
- ⑵5
- ⑶10
- ⑷20
- ⑸80
正解！
不正解！
⑶10
オリフィスメーターの式
Q=K√(Δp/γ)
Q:流量、Δp:差圧、γ:比重
5=K√(1/γ)…①
Q2=K√(4/γ)…②
①と②より
Q2=10
管摩擦
4.
150mmの直円管の中を平均流速2m/sでガスが流れているとき、損失へッドが0.3mであった。この直円管の長さ(m)として、最も近い値はどれか。ただし、管摩擦係数は0.03、重力加速度は10m/s^2とし、直円管内の流れは完全に発達した状態とする。
- ⑴4.5
- ⑵7.5
- ⑶15
- ⑷750
- ⑸7500
正解！
不正解！
⑵7.5
ダルシーワイスバッハの式より、
Δh=λ(L/d)(v^2/2g)
Δh：損失へッド(m)
λ：管摩擦係数
L：直円管の長さ(m)
d：管内径(m)
v：平均流速(m/s)
g：重力加速度(m/s^2)
L=7.5 m