オリフィス流量計算機

オリフィスは、周囲の配管や容器より小さな開口に流体を通すことで流れを絞ります。絞りの前後の差圧が圧力エネルギーを運動エネルギーに変え、高速の噴流を生みます。この計算機は標準的な非圧縮性オリフィスの式を使います。体積流量は、流量係数と開口面積に、差圧の二倍を流体密度で割った値の平方根を掛けたものです。円形開口の面積は、円周率と直径の二乗の積を四で割って求めます。 流量係数は、収縮とエネルギー損失を考慮して理想的なベルヌーイの結果を補正します。薄板の鋭縁オリフィスでは通常 0.60 から 0.65 程度ですが、滑らかに丸めたノズルでは一に近くなることがあります。適切な係数は、開口形状、板厚、レイノルズ数、設置状態、圧力取出口の位置によって変わります。別に表示する理想噴流速度には係数を含めません。これに係数を掛けると、開口面積に基づく実際の平均流出速度を表せます。 直径はミリメートル、差圧はパスカル、密度はキログラム毎立方メートルで入力し、流量係数には無次元の値を使います。計算機は直径をメートルに換算して面積を求め、流量を立方メートル毎秒とリットル毎秒の両方で表示します。差圧は上流の静圧から下流の静圧を引いた値です。密度には運転温度と圧力での値を使用してください。室温付近の水は約 998 キログラム毎立方メートルですが、気体ははるかに低密度で、同じ差圧でも大きく加速することがあります。 この簡易式は、流量係数が既知の定常的な非圧縮性流れに適しています。気体の圧力降下が大きい場合、絞りを通る間に密度が変化し、音速でのチョーキングも起こり得るため、圧縮性流れの手法が必要です。液体でも局所圧力が蒸気圧を下回るとキャビテーションが生じ、計算が成立しなくなることがあります。オリフィス板を校正済み流量計として使う場合、管径とベータ比が重要になり、専門的な計測規格では膨張、接近速度、レイノルズ数の補正も加えます。 結果は概略寸法の検討、実験の確認、灌漑出口、圧力が既知のタンク排水、おおよその水力計算に利用できます。重要な設計は適用規格やメーカーのデータで確認してください。正確な測定には、校正済み圧力センサー、適切な圧力取出口、安定した流れ、一般的な推定値ではなく実際の形状に合った流量係数が必要です。