オリフィス板

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オリフィス板は円管を絞り、前後の圧力差から流量を求めるドーナツの形をした板である。形状および計測方法についてはJIS Z 8762で定められている。

流量Q [m³/s] はオリフィス板前後の差圧 Δp [Pa] から求められる。

Q = αεA √(2 Δp/ρ)

α = C/(√(1-β⁴))

Cは流出係数と呼ばれ、下記の式により求める。

L₁　＜　0.4333 のとき

C = 0.5959 + 0.0312 β^2.1 − 0.1840 β⁸ + 0.0029 β^2.5 (10⁶/Re_D)^0.75 + 0.0900 L₁β⁴(1 − β⁴ )⁻¹ − 0.0337 L₂β³

L₁　≧　0.4333 のとき

C = 0.5959 + 0.0312 β^2.1 − 0.1840 β⁸ + 0.0029 β^2.5 (10⁶/Re_D)^0.75 + 0.0390 β⁴(1 − β⁴ )⁻¹ − 0.0337 L₂β³

Cを求める式にはレイノルズ数が含まれるため、流量を求めるためにはイタレーションが必要となる。

膨張補正係数εは、

ε = 1 − (0.41 + 0.35β⁴)Δp/(κp₁)

と表わされる。

記号の説明

A: 絞り断面(= (π/4)d²), m²

D: 円管の直径, m

d: 絞り直径, m

L₁: オリフィス板上流面から上流側圧力取出し口までの距離をDで割った値

L₂: オリフィス板下流面から下流側圧力取出し口までの距離をDで割った値

p: 圧力、Pa

Δp: 差圧、Pa

Q: 流量、m³/s

Re_D: 円管直径を代表長とするレイノルズ数(= UD/ν)

U: 管路内の平均流速、m/s

β: 絞り直径比(= d/D)

ε: 膨張補正係数

κ: アイゼントロピック指数(理想気体では比熱比に等しく5/3)

ν: 流体の動粘性係数、m²/s

ρ: 流体の密度、kg/m³

添え字

1: オリフィス上流側の圧力取出口の位置

2: オリフィス下流側の圧力取出口の位置

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