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 ▼配管内が乱流かどうか。  RRR 04/1/4(日) 1:16
   ┣Re:配管内が乱流かどうか。  なかしん 04/1/6(火) 17:07
   ┗Re:配管内が乱流かどうか。  六馬身 04/1/7(水) 15:10
      ┗Re:配管内が乱流かどうか。  RRR 04/1/7(水) 22:33
         ┗Re:配管内が乱流かどうか。  なかしん 04/1/8(木) 8:27
            ┗Re:配管内が乱流かどうか。  六馬身 04/1/8(木) 10:38
               ┗Re:配管内が乱流かどうか。  なかしん 04/1/8(木) 15:48
                  ┗Re:配管内が乱流かどうか。  RRR 04/1/9(金) 20:01

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 ■題名 : 配管内が乱流かどうか。
 ■名前 : RRR
 ■日付 : 04/1/4(日) 1:16
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   はじめまして、RRRと申しますm(_ _)m
下記についてご指導頂きたく、投稿させて頂きます。
レイノズル数を求めましたがこの結果が正解なのか不安です。
宜しくお願い致します。

(目的)
・配管内が乱流かどうか導きたい

(条件)
・GL-1500の高さへ水中ポンプを設置、水平距離5m離れた装置へ接続(GL+500)
・ポンプの流量は100L/min×5m
・吐出口径は25Aのホースニップル(通称タケノコ)を使用しホースと接続
※ここでホース内径は25mmとします。

この場合の配管内の流速Vを求めるには、Q=VA、V=Q/Aより
Q(流量)=100L/min
(揚程・圧力損失・性能曲線等はとりあえず無視します)
=0.0017m^3/S

A(断面積)=(3.14÷4)d^2、 d=0.025mより
A=0.00049m^2

よって流速V=0.0017/0.00049=3.47m/S


この時のレイノズル数を求めるには、Re=Vd/νより
ν(動粘度)=1.004×10^−6 m^2/S(水20℃の場合)より
Re=3.47×0.025÷1.004×10^−6
=86404  >2400なので乱流である。
 ───────────────────────────────────────  ■題名 : Re:配管内が乱流かどうか。  ■名前 : なかしん  ■日付 : 04/1/6(火) 17:07  -------------------------------------------------------------------------
   円管の場合、
@Re<2,000の場合:層流
ARe>4,000の場合:乱流
B2,000<Re<4,000の場合:層流にも乱流にもなる過度状態
質問の場合は、Aとなりますので乱流です。(水理学)

乱流の場合は、水の流れに対する摩擦抵抗が著しく大きい場合、
流速が小さい層流では、摩擦抵抗は速度に比例し乱流になると速度の二乗に
比例します。

レイノズル数が2,400(2,310)が境で層流と乱流になるのは、ダクトの場合だった
かしら??
 ───────────────────────────────────────  ■題名 : Re:配管内が乱流かどうか。  ■名前 : 六馬身  ■日付 : 04/1/7(水) 15:10  -------------------------------------------------------------------------
   >レイノズル数を求めましたがこの結果が正解なのか不安です。

もっと自信を持って下さい。また、自信の有る無しに関わらず
客先に計算書を提出する場合には、事前に上司に報告してからにして下さい。

>・配管内が乱流かどうか導きたい

大凡、乱流です。( ≒ 流量 2.8 L/min超で乱流域 ) 

>・GL-1500の高さへ水中ポンプを設置、水平距離5m離れた装置へ接続(GL+500)
>・ポンプの流量は100L/min×5m

この仕様は、最初にわかっているのでしょうか。
それとも ポンプの能力なのでしょうか?
必要水量は一体いくらなのか?

>・吐出口径は25Aのホースニップル(通称タケノコ)を使用しホースと接続
>※ここでホース内径は25mmとします。

タケノコの内径は相当細いので抵抗大。

>
>この場合の配管内の流速Vを求めるには、Q=VA、V=Q/Aより
>Q(流量)=100L/min
>(揚程・圧力損失・性能曲線等はとりあえず無視します)
>=0.0017m^3/S
>
>A(断面積)=(3.14÷4)d^2、 d=0.025mより
>A=0.00049m^2
>
>よって流速V=0.0017/0.00049=3.47m/S

ちょっと速すぎるかな?
抵抗値 0.433mAq/m程度あります。

>この時のレイノズル数を求めるには、Re=Vd/νより
>ν(動粘度)=1.004×10^−6 m^2/S(水20℃の場合)より
>Re=3.47×0.025÷1.004×10^−6
>=86404  >2400なので乱流である。

概ね、合っています。

恒久的な設備であれば、もっと太い管になるのでは?
と思います。(材質もホース以外 例えばVP管とか)
わざわざこのために計算していませんが、自分で計算シートを作成して
ありますので瞬時に答えがわかります。
一度計算したなら、二回目以降にも使えるような工夫も考慮して下さい。

遅くなりましたが、本年も宜しくお願い致します。
 ───────────────────────────────────────  ■題名 : Re:配管内が乱流かどうか。  ■名前 : RRR  ■日付 : 04/1/7(水) 22:33  -------------------------------------------------------------------------
   なかしん様
>レイノズル数が2,400(2,310)が境で層流と乱流になるのは、ダクトの場合だった
>かしら??

私の読んだ本にはガラス管内に着色水を流した時の実験結果から求められたもの
ですので、2,400は配管内を流れる水に対するものです。
ダクト(流体が空気?)の場合はまた値が異なるのでしょうか?
また、2,310は何でしょうか?

六馬身様
>もっと自信を持って下さい。また、自信の有る無しに関わらず
>客先に計算書を提出する場合には、事前に上司に報告してからにして下さい。

ありがとうございます。
こちらに相談する前に上司に報告相談すべきでしたね(^^;

>この仕様は、最初にわかっているのでしょうか。
>それとも ポンプの能力なのでしょうか?
>必要水量は一体いくらなのか?

100L/min×5mはポンプ能力です。実際必要なのは5L/minなので、お風呂の残り
水を洗濯機へ送るようなバスポンプでも、能力は足りるかもしれませんが、
屋外に設置し恒久的に使用するため耐久性を考慮し選定したものです。

>>よって流速V=0.0017/0.00049=3.47m/S
>ちょっと速すぎるかな?
>抵抗値 0.433mAq/m程度あります。

これは配管内の抵抗値ですね。
こちらについてはまだまだ勉強不足でした。検討してみます。

>わざわざこのために計算していませんが、自分で計算シートを作成して
>ありますので瞬時に答えがわかります。
>一度計算したなら、二回目以降にも使えるような工夫も考慮して下さい。
>遅くなりましたが、本年も宜しくお願い致します。

今後ともこちらでお世話になります。
どうぞこれからも宜しくお願い致します。
ありがとうございました。
 ───────────────────────────────────────  ■題名 : Re:配管内が乱流かどうか。  ■名前 : なかしん  ■日付 : 04/1/8(木) 8:27  -------------------------------------------------------------------------
   >>私の読んだ本にはガラス管内に着色水を流した時の実験結果から求められたもの
>ですので、2,400は配管内を流れる水に対するものです。
>ダクト(流体が空気?)の場合はまた値が異なるのでしょうか?
>また、2,310は何でしょうか?

私が新人だったころに、基本的な計算式をまとめたノートにその数値のメモがあり
どうしても思い出せないので、この場をかりて質問してしまいました。
(迷わせてすいません)

流体という意味では、重さのある空気も同様です。ダクトの摩擦損失を求める式
にレイノズル数が使われます。少しひも解いたらいかがでしょうか。別の発見が
あるり、レイノズル数がとても重要な役割をしていることに気づかされます。
私もこれを機に初心に戻って勉強して行きたいと思いました。
(お正月でもあり年頭の目標にしました)
 ───────────────────────────────────────  ■題名 : Re:配管内が乱流かどうか。  ■名前 : 六馬身  ■日付 : 04/1/8(木) 10:38  -------------------------------------------------------------------------
   設備工事にはほとんど登場しない領域の世界ですが

層流の臨界レイノルズ数は、ハーゲン・ポアズイユの法則(放物線速度分布)が成立
しなくなるときの値として、約 2,300 が知られています。

遷移レイノルズ数
 @Re = 3,000  
  管摩擦係数が、我々がよくやっている十分発達した乱流のそれに一致する。
  流れが常時乱流となり、断続的な流れ(intermittency)が存在しない。
 ARe > 10,000
  壁領域における速度分布が壁法則に一致する。

Re 2,300 〜 3,000 の領域(遷移域)
 管摩擦係数λ=( 64 / Re )×(1−γ)+( 0.3164 / Re^1/4 )×γ
  γ:断続率(intermittency facter)
  λ−Re(ムーディ)線図において、γ= 0.01、Re = 1,900 および
  γ= 0.99、Re = 2,900 の2点を結ぶ直線で近似する。

 上式(λ)の左側は、層流での計算式(ニクラッチェ考案?)であり
 右側が、一般にはブラジウスの式(滑らか Re<100,000 )と呼ばれるものです。
 それは、ムーディ線図における乱流域の最下線を表します。

この辺りの話が、色々な本で微妙に表現が違う形で書いてあると思います。

参考文献
 日本機械学会 管路・ダクトの流体抵抗(丸善)より
 ───────────────────────────────────────  ■題名 : Re:配管内が乱流かどうか。  ■名前 : なかしん  ■日付 : 04/1/8(木) 15:48  -------------------------------------------------------------------------
   >層流の臨界レイノルズ数は、ハーゲン・ポアズイユの法則(放物線速度分布)が
>成立しなくなるときの値として、約 2,300 が知られています。

六馬身さま
またまた、ありがとうございます。なにせ20年前のメモだったのですっかり
記憶から消し去られていました。φ(。。 )メモメモ 本も探してみます。
聞いても答えてくれる人が少なくて・・・・掲示板と六馬身さまに
とりあえずお礼まで。
 
 ───────────────────────────────────────  ■題名 : Re:配管内が乱流かどうか。  ■名前 : RRR  ■日付 : 04/1/9(金) 20:01  -------------------------------------------------------------------------
   レスありがとうございます。
レイノズル数に関してこれほど奥深いものとは知りませんでした。
なかしん様、六馬身様ありがとうございました。
私も実際答えてくれる人が回りに少なく、困っておりました。
まだまだ勉強中の身です。これからもよろしくお願いいたします。
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