工芸大区イベント－【なるほど-52】大気に排出される空気と蒸気の流速は一体どれくらい高いのか
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工場で停止して洗浄作業を行った経験がある人なら、耳障りな騒音に深い印象を持っているかもしれません。蒸気や空気を使って配管設備を洗浄することは、停止作業の一つです。騒音は排出されるガスによって生じますが、排出されるガスの流速が一体どれくらいなのか、皆さんは考えたことがあるでしょうか。皆さん、ノズル先端の流速は一般的に音速に達しています。 なぜ音速なのか？つまり、圧縮可能な流体が配管のバルブを通過するとき、下流側の圧力が低下するにつれてその速度は上昇し、流量もそれに伴って増加する。しかし、下流側の圧力がさらに低下しても流量はこれ以上増えず、このとき臨界流動状態が生じる。このときの下流側圧力と上流側圧力の比率が臨界圧力比である。水蒸気と空気の臨界圧力比はそれぞれ0.54および0.53であり、ブロー時に大気に排出される圧力は1atmなので、配管内の水蒸気と空気の圧力が1.9atmを超えれば、管端の流速は音速に達する。
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管端の流速は音速に達しますが、この音速はどのように測定されるのでしょうか。専門家の方、補足説明をお願いします。
臨界流と音速にはどのような関係があるのか、もし音速に達した場合、上流の流量は追いつけるのか？
今は冬で、窓をある程度閉めると音がするのですが、これも音速に達しているのでしょうか？
この投稿は最後にcjgj008によって2016-11-28 10:47に編集されました。この臨界状態とは、気体がちょうど圧力波（音速）に達した状態であり、このときの前方と後方の圧力比が臨界圧力比です。圧縮ガスは放出端で圧力波、すなわち音速状態に達すると、前後の圧力差がさらに大きくなっても流速は上昇しない。音速を超えることも不可能ではないが、ラバルノズルのようなものを使って実現する必要がある。
そんなことはないでしょう、これは十分に計算できます