「2014年午前54問」の問題に対するネットユーザーの解答過程の分析から始める

Thread Content

この投稿は最終的にzwp997によって2015年6月18日15時30分に編集されました。「2014年午前の54問 http://bbs.hcbbs.com/forum.php?m ... &page=1#pid13778831」という問題に対するネットユーザーたちの解答過程の分析から、白努力方程式の利用について議論が展開されました。 この問題では皆が理解している通り、白の努力方程式は、始点圧力の20％以内で始終面の圧力変化が生じる場合にも適用可能です。もちろん、これは工学的に許容される計算誤差に基づく近似計算であり、真の意味での適用ではないことに注意してください。 では、このスレッド「2014年専門ケース午後第23問 http://bbs.hcbbs.com/thread-1381617-1-2.html」をもう一度見てみましょう。圧力変化が75％と非常に大きいため、ホワイトの式を用いて計算することはできません。そのため、協会のガイドラインでも天津大学版のチュートリアルでも、圧縮性流体の計算式が示されており、それがこのスレッドで用いられている計算過程です。 では、もう一つのスレッド「2011年度問題　午前の第16問　相談希望 http://bbs.hcbbs.com/thread-1318722-1-3.html」を見てみましょう。非常に興味深い内容で、このスレッド内のすべての解答は白努力方程式を直接用いて計算されており、実際の前後の圧力は170％でした。ファンの風圧計算においては、ファンの入口と出口の圧力差に、出口での動的風圧を加えるべきである。そして、計算上では確かに抵抗係数0.02が導入されている。気槽からファンまでの配管の抵抗損失と、ファンからボイラーまでの抵抗損失の両方を無視できると考えれば、ファンの全圧HTはHT=△P+(ρu^2/2)で計算できる。なお、ここには抵抗係数が存在してはならず、もし存在する場合は計算上の前提が混乱していることになる。では、2階の答えは依然として最良の答えなのでしょうか？ 私の計算方法に従えば、u=4×4/(3.14×0.4^2)=31.85 (m/s)、△P=1200-500=700 (Pa)、H=△P+ρu^2/2=700+0.9×31.85^2/2=1156.5 (Pa)、N=HQ=1156.5×4=4.63(kW)となります。では答えはAを選ぶべきでしょうか？これが最も近い値です。ここの計算過程には依然として問題があります。なぜなら、問題で与えられている風量と密度はどちらもファンの入口状態の値であるべきであり、全風圧を計算するには出口状態の値を用いるべきだからです。 もう一方のファンでは、入口からファンまでの距離が短く、抵抗は無視できる程度ですが、出口は60mもあります。上記の2014年の専門的なケーススタディの午後の第23問の方法に従って、ファンの出口圧力を逆算することは可能でしょうか？ついでに風量と密度も一緒に求めておこう。結果を知りたいと思う人はいるでしょうか。