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締切り済みの質問

空気量の状態変化についてご教授ください。

空気量の状態変化について悩んでいます。
ある状態の空気量Q1とその密度ρ1が与えられている場合に、密度ρ2に状態が変化したときの空気量Q2は、

Q2=Q1×ρ1/ρ2・・・(1)

との文献を読みました。
この式(1)を変換すればボイル・シャルルの式のなるでこれが成立するのは理解できます。
(この時点で間違っていたらすみません。。)

ただ、この場合の空気量条件に湿度が与えられた場合に、(1)は成立するのでしょうか??
例えば、

Q2=Q1×ρ1/ρ2・・・(1)

Q1:ノルマル空気量(m3/min) 温度0℃、気圧1013hpa、湿度0%
Q2:ANR空気量(m3/min) 温度25℃、気圧1013hpa、湿度65%

の場合です。(湿度を含む場合の密度ρ2の求め方は割愛させていただきます。)
ボイル・シャルルの式はあくまで閉じられた系の場合に成立すると理解していますが、
湿度が与えられている場合に閉じられた系の中で状態を変化させてもQ1にはならないのではないか?と思ってしまうのです。

稚拙な質問かもしれませんが、どなたかにご教授いただけないでしょうか。
宜しくお願いします。

投稿日時 - 2011-02-09 21:50:56

QNo.6510761

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回答(2)

ANo.2

一般的な物理の知識のみで回答していましたが、圧縮機等に関しての問題との事ですね。
"ANR空気量 ノルマル空気量" としてサーチしただけですが、次等が参考になりそうです。

http://www.mitsuiseiki.co.jp/compressor/technical/discharge_air/normal.html
コンプレッサ

その他にも次のような資料もあるようですが、詳細については理解していません。
http://www.smcworld.com/2002/md1/yougo4/yougo4.html

投稿日時 - 2011-02-11 16:17:22

ANo.1

閉じた系であれば、1式は温度圧力に関わらず成立するはずです。
Q*ρの計算結果としては気体の重量であり、気体(成分)の出入りが無ければ一定の筈ですから。
但し質問中に述べられているように、Q1,Q2の状態は閉じた系では両立出来ません。
Q1は湿度0%で水蒸気分含まず、Q2では湿度65%で水蒸気分を含んでいますから、水蒸気分の出入りがあることになります。

Wikipedia 飽和水蒸気、空気等を参照下さい。
0℃の空気質量は1.293kg/m^3
0℃の飽和水蒸気量は4.85g/m^3
25℃の飽和水蒸気量は23.0g/m^3、 湿度65%では 23.0*0.65=14.95g/m^3
この系の温度が0℃になった場合、湿度100%となると共に、14.95-4.85=10.1g/m^3の分は空気中に含まれる事が出来ず水滴や霜柱などに変化します。
(正しくは25℃と0℃の空気の同一圧力の体積が異なるので少しこの値とは異なるかも知れませんが)

次等も参照下さい。
http://www.s-yamaga.jp/nanimono/taikitoumi/kukichunosuijoki.htm
1.空気が含むことができる水蒸気
(Wikipediaと飽和水蒸気量に少し差があるようです)

(基準になるものは日本機械学会の蒸気表です)

投稿日時 - 2011-02-10 13:28:02

お礼

丁寧なご回答有難うございます。
具体例を挙げて頂いたことで一層理解が深まりました!

初め、
Q2=Q1×ρ1/ρ2・・・(1)

の式の根拠がわからなかったものですから密度ρを温度Tと気圧Pのから成る式にして代入したところボイル・シャルルの式になったので(1)は閉じた系でしか成立しないのかな?と思うに至りました。

ということはノルマル空気量(m3/min)からANR空気量(m3/min)へ(またはその逆)換算することはこの式(1)ではそもそもでは不可能なのでしょうか?
また換算するためにはどのような式を使ったら良いのでしょうか?

度々の質問で申し訳ありませんがよろしければご教授ください。。

投稿日時 - 2011-02-10 19:17:35

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