質問: リーク量の予測 ヘリウムリークテスト(加圧真空法:加圧した試供体をチャンバーに入れ、チャンバーを真空引きし、漏れ量を測定する)において、リーク量から、試供体に開いた穴の径の予測(1)や、穴の径から、リーク量の予測(2)をしたい。 どのような計算で求められるか教えてください。 各条件 (1)穴の径の予測 試供体内ガス:he 試供体内圧力:pw=1.0mpa チャンバ内圧力:pc=50pa リーク量:q=5x10^-8 pa・m3/sec 求めたい物:穴の径 (mm) 穴は一様な直径を持つ滑らかな物とする (2)リーク量の予測 試供体内ガス:he 試供体内圧力:pw=1.0mpa チャンバ内圧力:pc=50pa 穴の径:φd=0.001mm 穴は一様な直径を持つ滑らかな物とする 求めたい物:リーク量:q (pa・m3/sec)
回答: 判り難いかもしれませんが、トリチェリーの定理の気体版みたいなものです。 基本的には、吐出穴から水面までの水の高さから、吐出穴から出る水の速度を求める定理です。 水の高さは、10mで約0.1mpa(1kg/cm2)の圧力が加わる事はご存じと思いますから、 ◇ 水の高さから、吐出穴から出る水の速度を求める、事と ◆ 水の圧力から、吐出穴から出る水の速度を求める、事は 水の高さ ⇔ 水の圧力 と変換可能なので、同じ事となるので、そのようになります。 吐出穴から出る水(流体)の速度が判れば、穴径から断面積が求まり、流体の速度である 流速を断面積と掛ければ、その穴から吐出する流体の流量が求まります。 本来は、ベルヌーイの定理で確認するのですが、判り難いと思い前述を参考記述しました。 気体の圧力に対して、規定の穴から出る流速(流量)を求める内容は、この森のno.34019を 参照すれば判ります。 後は、穴周囲の圧力損失を考慮すれば求まります。 その損失計算は難解です。 参考のurlを掲示しますので、その内容とその内容から出てくる用語で更にネット検索し、 貴殿で確認してみて下さい。 大きな意味ではそうでしょう。 詳細な仕様であるチャンバーの板厚や穴周辺の形状、等々も大きな要因となります。 大きな誤差が生じる程の。 穴より微小亀裂のような処からの漏れが多いのでは? (溶接部周辺等の)