Ｐａｇｅ 1553 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 建築設備フォーラムへ ┃ 会議室に戻る ┃ ＩＮＤＥＸ ┃ ≪前へ │ 次へ≫ ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ ▼配管の内部圧力について kosikazu 07/2/22(木) 14:23 ┣Re:配管の内部圧力について みっちゃん 07/2/22(木) 16:29 ┣Re:配管の内部圧力について kojima 07/2/22(木) 16:50 ┃ ┗Re:配管の内部圧力について みっちゃん 07/2/22(木) 18:15 ┃ ┗Re:配管の内部圧力について kojima 07/2/22(木) 19:30 ┃ ┗Re:kojimaさんへ みっちゃん 07/2/23(金) 18:47 ┗Re:配管の内部圧力について 飲みつかれ 07/2/23(金) 18:42 ─────────────────────────────────────── ■題名 ： 配管の内部圧力について ■名前 ： kosikazu ■日付 ： 07/2/22(木) 14:23 -------------------------------------------------------------------------
| 冷温水配管の内部圧力の算定となります。 温水時40度 2750Lで循環している配管内圧力が2.2kgf/c㎡（ポンプ圧力） これが冷水時5度の水になった時に体積が減りますので20L補給され 保有水量が2770Lとなります。 ここから温水に切り替えた時配管内圧力はどれだけ上昇しますか。 （膨張タンク等無い状況下、何も膨張を吸収するものが無いことが前提です。） どなたか教えて下さい。御願いします。 |
| >冷温水配管の内部圧力の算定となります。 >温水時40度 2750Lで循環している配管内圧力が2.2kgf/c㎡（ポンプ圧力） >これが冷水時5度の水になった時に体積が減りますので20L補給され >保有水量が2770Lとなります。 >ここから温水に切り替えた時配管内圧力はどれだけ上昇しますか。 >（膨張タンク等無い状況下、何も膨張を吸収するものが無いことが前提です。） これは計算で出す事は可能ですが、現在のデーターでは計算不能です。 なお、提示されたデーターから容器の熱膨張率を推測しますと 2289 x 10－6/℃と現在私が知っている地球上の水をいれる容器の材質とはとはかけ離れた数値を示します。 質問者は中学校の理科から教科書を読み直してから再質問されないと会話にはならないと思いますのでそのつもりで聞いてください。 水は熱で膨張します。40℃の比重は0.99224 5℃の比重は0.99997 令温水ですから薬液がなんppmか、はいっているはずですからその分の熱膨張率はご自分で補正してください。 容器の熱膨張率をαとすると容器が膨張する容積は（1＋⊿α）＾３ 注）＾は乗数を表わします：つまり括弧を三乗します。 容積の合わない分をヤング率Eとして体積分膨張させるだけの応力が部材に伝わります。それを開放すれば回答になります。 ところで、容器の材質は何なんでしょうかね？ |
| >冷温水配管の内部圧力の算定となります。 >温水時40度 2750Lで循環している配管内圧力が2.2kgf/c㎡（ポンプ圧力） >これが冷水時5度の水になった時に体積が減りますので20L補給され >保有水量が2770Lとなります。 「保有水量が2770Lとなります」これは、変ですよね。 冷水時5度の水になった時に体積が減った分ば(20L)補給されるので 保有水量は、2750Lのはずです。 2770Lとは、再度 40度になった時の水量のはずです。（容積膨張） >ここから温水に切り替えた時配管内圧力はどれだけ上昇しますか。 >（膨張タンク等無い状況下、何も膨張を吸収するものが無いことが前提です。） >どなたか教えて下さい。御願いします。 圧縮性流体（気体）の場合の考え方です。 水は、非圧縮性流体なので、この考え方は通用しません。 容積膨張によって、配管の弱い部分が破裂するでしょう。 （フレキシブル継手・ゴム継手など） |
| >「保有水量が2770Lとなります」これは、変ですよね。 >冷水時5度の水になった時に体積が減った分ば(20L)補給されるので >保有水量は、2750Lのはずです。 > >2770Lとは、再度 40度になった時の水量のはずです。（容積膨張） この当の考え方はいろいろとありますが、溶液でも気体でも温度変化を伴う場合の物理量は、標準状態で表示するのが工学的な考えの基本です。 2750L＝ 5℃の時に容器に入っている水の量＝2770.083102L（容積） 2770L＝40℃の時に容器に入っている水の量＝2771.506893L（容積） さもなければあとから補給された水の温度条件も与えられないと可笑しくなります。 逆に容量（容積）を表示しているとすれば容器が温度変化しても熱膨張係数零となり、地球上に存在しない物質で作製されているか、容器が2.2Kgf/c㎡に応じて自在に変形する物質で作製されていることになります。 この場合には如何なる熱変化があろうが圧力は2.2Kgf/c㎡になります。 >>ここから温水に切り替えた時配管内圧力はどれだけ上昇しますか。 >>（膨張タンク等無い状況下、何も膨張を吸収するものが無いことが前提です。） >>どなたか教えて下さい。御願いします。 > >圧縮性流体（気体）の場合の考え方です。 > >水は、非圧縮性流体なので、この考え方は通用しません。 >容積膨張によって、配管の弱い部分が破裂するでしょう。 >（フレキシブル継手・ゴム継手など） 破裂するか否かに関しては別途の条件です。水の場合には確かに非圧縮性流体扱いして容積が変わらないとして近似計算しても、今回計算できる当の範囲では計算誤差範囲ないですが、圧力は計算できます。 ただ今回、熱膨張係数を計算すると、私の知る限りでは材質が不明なので（というか、地球上には存在しない物質のようですが）ヤング率が計算できないので圧力が出ませんが、上記の差分だけ容器を大きくする圧力を計算すれば良いだけですから後は単純計算です。 |
| > この当の考え方はいろいろとありますが、溶液でも気体でも温度変化を伴う場合の物理量は、標準状態で表示するのが工学的な考えの基本です。 > >2750L＝ 5℃の時に容器に入っている水の量＝2770.083102L（容積） > >2770L＝40℃の時に容器に入っている水の量＝2771.506893L（容積） > > さもなければあとから補給された水の温度条件も与えられないと可笑しくなります。 5℃は、冷温水発生機などで作られた水の温度なので、確かに補給水加われば、 5℃ではなくなりますね。 > 逆に容量（容積）を表示しているとすれば容器が温度変化しても熱膨張係数零となり、地球上に存在しない物質で作製されているか、容器が2.2Kgf/c㎡に応じて自在に変形する物質で作製されていることになります。 > この場合には如何なる熱変化があろうが圧力は2.2Kgf/c㎡になります。 > > 破裂するか否かに関しては別途の条件です。水の場合には確かに非圧縮性流体扱いして容積が変わらないとして近似計算しても、今回計算できる当の範囲では計算誤差範囲ないですが、圧力は計算できます。 > ただ今回、熱膨張係数を計算すると、私の知る限りでは材質が不明なので（というか、地球上には存在しない物質のようですが）ヤング率が計算できないので圧力が出ませんが、上記の差分だけ容器を大きくする圧力を計算すれば良いだけですから後は単純計算です。 確かには、角型の管ならば、長さによりますが、円筒形に変形するだけかもしれませんね。 ただ、現実的な考えかたとしては、破裂するものと仮定して、膨張タンクをつけるなり、安全弁をつけるのではないでしょうか？ （質問者の冷水・温水 ポンプ 等の用語から判断したのですが） 貴重な意見を有難うございます。 大変、勉強になりました。 |
| >>2750L＝ 5℃の時に容器に入っている水の量＝2770.083102L（容積） すみません記載間違い2770L >>2770L＝40℃の時に容器に入っている水の量＝2771.506893L（容積） すみません記載間違い2750L 逆に書いてしまいました。 >> ただ今回、熱膨張係数を計算すると、私の知る限りでは材質が不明なので（というか、地球上には存在しない物質のようですが）ヤング率が計算できないので圧力が出ませんが、上記の差分だけ容器を大きくする圧力を計算すれば良いだけですから後は単純計算です。 本当はこれがうそなのです。ヤング率だけでは計算できません。部材の厚さや形状がなければ、応力計算が出来ません。 こんな回答をおこなった理由を説明しておかないと失礼と思いますのでお付き合い願います。 kojimaさんも関係していますが、9410～9413給水量の計算にも関連してきますが、人を試すようなわけの分からない質問、しかし、本人はまじめに聞きたくて質問の仕方が悪いだけの場合もあります。放置しておくのも一つの方法かも知れませんが、私としては一部の質問の仕方を知らない方を放置しないためには、腕力自慢かもしれませんが原理をぶつけて本人の真剣度を判断したいと思っています。 今回の場合には、単純に閉鎖した場合を聞きたいならば容量は記載しないはずです。わざわざ、わざとらしい容量を記載したために、本来ありえない追加給水量が設定されています。逆にこの追加水量が事実に基づいているとすればある意味真剣度が測れます。とすれば答え方も当然替わります。 >（質問者の冷水・温水 ポンプ 等の用語から判断したのですが） はまともに使用しているようですが、良く吟味して見ると、ポンプの圧力が配管にかかるわけがないのが理解できます。（つまりポンプ圧力は不要なのです。ポンプは循環速度を出すための摩擦抵抗に応じて出口で発生しますが、戻るときにはなくなっています：つまり摩擦で消費されるのです）本来はポンプは循環抵抗に対しての圧力で、管内圧力は特殊な場合を除き一定で全箇所に均等にかからねばなりません。（ただし位置エネルギーは考慮しなければなりません）つまり温度と圧力の話をするなら、静圧で考えねばいけないのでこの時点で既に馬脚は表わしています。 ついでに申し上げますと、応力による膨張率で圧力計算する場合には注意しなければならない点が幾つかあります。大体ですが数十MPaまでは水の圧縮率を4.5×10-5cm2/kgで設定して計算できますが、それ以上になりますといわゆる超臨海水になるので挙動が変わってきます。又数百MPaを超えますと分子内および分子間OH距離と分子間OO距離は加圧の初期段階で圧力と共に増加し、その後減少するようですが超臨海水になるような高圧条件以上の圧力範囲に対しては、私のような工学屋では理解不能な物理条件になりますので実際には計算できません。 色々とお騒がせ致しましたが今後ともよろしくお願いいたします。 |
| まず、空調用冷温水配管計画の基本として膨張タンクもしくは開放水面がないという仮定はありえません。以前に背圧の話題もありましたが、配管内圧力はしっかりコントロールされていなければなりません（自動制御ということではありません）。配管設計のいろはです。 それはそれとして、ご質問のような事態は、現実には結構気づかずになされていることがあります。 切り替え弁や自動弁などの操作により 配管内の水が二つのバルブで閉じ込められることがあります。安物のバルブであれば 弁の締め切りが悪かったりして結果オーライとなることもありますが、たいていはバルブのどこかが壊れたり、継ぎ手が漏れたりします。 配管に閉じ込めた水の圧力の計算は簡単です。水の膨張量とそれによる配管の伸び（容積の増加）がこれを抑えようとする力のつりあい計算です。 結論を言えば 配管サイズや長さにあまり関係なく 軽く１００気圧のオーダーになります。詳細計算はやるだけ無駄です。 それよりも そんな危険を冒さないような計画をすべきでしょう。 ひょっとして 配管が壊れた原因を探しているのですか。 |
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