JIS B 2005-8-3:2008 工業プロセス用調節弁―第８部：騒音―第３節：調節弁の空気力学的流動騒音の予測方法

                                                             B 2005-8-3 : 2008(IEC 60534-8-3 : 2000)

pdf 目 次

ページ

•  序文・・・・[1]
•  1 適用範囲及び制限事項・・・・[2]
•  2 引用規格・・・・[2]
•  3 用語及び定義・・・・[3]
•  4 記号及び単位・・・・[4]
•  5 標準トリムバルブ・・・・[6]
•  5.1 圧力及び圧力比・・・・[6]
•  5.2 状態の定義・・・・[7]
•  5.3 予備的計算・・・・[7]

5.4 状態I(亜音速流) 9
5.5 状態IIV(共通の計算) 10

•  5.6 騒音の計算・・・・[11]
•  5.7 計算の手順・・・・[13]
•  6 騒音低減トリムバルブ・・・・[13]
•  6.1 適用範囲・・・・[13]
•  6.2 単段多流路トリム・・・・[13]
•  6.3 多段単一流路減圧トリム(二つ以上の絞りステップ)・・・・[14]
•  6.4 多段多流路トリム(二つ以上の流路及び二つ以上の減圧段)・・・・[15]
•  6.5 この規格で取り上げないバルブ類・・・・[16]
•  7 より高い出口マッハ数のバルブ類・・・・[17]
•  7.1 適用範囲・・・・[17]
•  7.2 計算の手順・・・・[17]
•  附属書A(参考)計算例題・・・・[19]
•  附属書B(参考)参考文献・・・・[45]

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                                                             B 2005-8-3 : 2008(IEC 60534-8-3 : 2000)

まえがき

  この規格は,工業標準化法第12条第1項の規定に基づき,社団法人日本バルブ工業会(JVMA)から,工
業標準原案を具して日本工業規格(日本産業規格)を制定すべきとの申出があり,日本工業標準調査会の審議を経て,経済
産業大臣が制定した日本工業規格(日本産業規格)である。
  この規格は,著作権法で保護対象となっている著作物である。
  この規格の一部が,特許権,出願公開後の特許出願,実用新案権又は出願公開後の実用新案登録出願に
抵触する可能性があることに注意を喚起する。経済産業大臣及び日本工業標準調査会は,このような特許
権,出願公開後の特許出願,実用新案権又は出願公開後の実用新案登録出願に係る確認について,責任は
もたない。
  JIS B 2005の規格群には,次に示す部編成がある。
    JIS B 2005-1  第1部 : 調節弁用語及び一般的必要条件
    JIS B 2005-2-1 第2部 : 流れの容量−第1節 : 取付け状態における流れのサイジング式
    JIS B 2005-2-3 第2部 : 流れの容量−第3節 : 試験手順
    JIS B 2005-2-4 第2部 : 流れの容量−第4節 : 固有流量特性及びレンジアビリティ
    JIS B 2005-3-1 第3部 : 寸法−第1節 : フランジ形二方ストレート形グローブ調節弁の面間寸法及び
        アングル形グローブ調節弁の中心−面間寸法
    JIS B 2005-3-2 第3部 : 寸法−第2節 : バタフライ弁を除く回転形調節弁の面間寸法
    JIS B 2005-3-3 第3部 : 寸法−第3節 : 突合せ溶接形二方ストレート形グローブ調節弁の面間寸法
    JIS B 2005-4  第4部 : 検査及び試験
    JIS B 2005-5   第5部 : 表示
    JIS B 2005-6-1 第6部 : 調節弁へのポジショナの取付けの詳細−第1節 : 直線運動駆動部へのポジ
        ショナの取付け
    JIS B 2005-6-2 第6部 : 調節弁へのポジショナの取付けの詳細−第2節 : 回転運動駆動部へのポジ
        ショナの取付け
    JIS B 2005-7   第7部 : 調節弁データシート
    JIS B 2005-8-1 第8部 : 騒音−第1節 : 調節弁の空気力学的流動騒音の実験室における測定
    JIS B 2005-8-2 第8部 : 騒音−第2節 : 調節弁の液体流動騒音の実験室における測定
    JIS B 2005-8-3 第8部 : 騒音−第3節 : 調節弁の空気力学的流動騒音の予測方法
    JIS B 2005-8-4 第8部 : 騒音−第4節 : 調節弁の液体流動騒音の予測方法

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                                       日本工業規格(日本産業規格)                             JIS
                                                                        B 2005-8-3 : 2008
                                                                        (IEC 60534-8-3 : 2000)

工業プロセス用調節弁−第8部 : 騒音−第3節 : 調節弁の空気力学的流動騒音の予測方法

Industrial-process control valves-Part 8-3: Noise considerations- Control valve aerodynamic noise prediction method

序文

  この規格は,2000年に第2版として発行されたIEC 60534-8-3を基に,技術的内容及び対応国際規格の
構成を変更することなく作成した日本工業規格(日本産業規格)である。
  ここでは,音響効率係数だけでなく,流れの機械的パワーをいろいろな流れの状態に対して計算する。
これらの音響効率係数は,配管内の音響パワーに変換される流れの機械的パワーの割合を示す。また,こ
の手法では,配管内音圧及びその音圧のピーク周波数も計算する。これらは,配管の透過損失を計算する
のに特に重要である。
  現時点では,配管外の音圧レベルを知ることは,バルブ使用者の一般的な要求事項である。通常,これ
は,バルブ又はエキスパンダから下流に1 mで,かつ,配管壁から1 mの位置の音圧レベルを指す。
  この規格は,この位置の音圧レベルを求めるための手法を示す。
  この規格の式には,JIS B 2005-1及びJIS B 2005-2-1で使われているサイジング係数を使用する。
  通常の調節弁では,バルブの壁面を透過する騒音はわずかである。対象とする騒音は,バルブの下流へ
配管内を伝ぱし,配管壁を透過する騒音だけである。この騒音は,一般的には,バルブ本体から下流1 m
で,かつ,配管外表面から1 m離れた位置で測定する。
  2番目の騒音源は,高マッハ数で排出されるバルブ出口部で発生し,バルブ内部で発生する音圧レベル
に対数的に加算できる。これらの付加的音圧レベルの予測も,この手法で行える。マッハ数が0.3以下の
場合は,箇条5及び箇条6を適用し,マッハ数が0.3より大きい場合は,箇条7を適用する。
  この予測手法は,現場における実測値を保証するものではない。実験室環境(JIS B 2005-8-1参照)で
の試験による大部分の騒音データに対し,5 dB (A) 以内の予測値を求めることを意味している。
  この予測手法の検証のために行った大部分の試験データは,中レベルの圧力及び温度における空気を用
いたものである。この手法は,他の気体及び蒸気並びに更に高い圧力に対しても,一般的に適用できると
考えられる。しかし,極度の高温の場合,下流圧力が大気圧と大きく異なる場合,臨界点の近傍など完全
気体の条件から外れるにつれて,不確かさは増大する。騒音予測式は,流体密度及び比熱比を考慮する項
を含んでいる。

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2
B 2005-8-3 : 2008(IEC 60534-8-3 : 2000)
    注記 上流圧力1 830 kPa(18.3 bar)以下,かつ,下流圧力1 600 kPa(16.0 bar)以下の実験室空気試
          験,及び225 ℃以下の蒸気試験では,予測計算値とよく一致する。
  透過損失の式は,配管内に生成する音波と,配管壁の複数のコインシデンス周波数との相互作用の厳密
な解析を基にしている。商取引される配管の厚さには大きな公差があり,これが厳密な解析に必要な非常
に複雑な数学的方法を大きく制限する。したがって,この規格では簡略手法を使用している。
  計算例を,附属書Aに示す。
  この予測手法は,箇条2に示すJIS B 2005規格群及び附属書Bに基づいている。

1 適用範囲及び制限事項

  この規格は,圧縮性流体の流れによって,調節弁及び隣接した配管エキスパンダ内に発生する外部音圧
レベルを予測する理論的手法について規定する。
  この手法は,単相の乾燥気体及び蒸気だけを考え,完全気体の法則に基づいている。
  この規格は,空気力学的プロセスによって,バルブ内及び接続配管内に発生する騒音だけを扱う。反射,
機械的振動,不安定な流れのパターン及び他の予測できない挙動によって発生する騒音は,扱わない。
  下流側配管は,騒音測定点から少なくとも長さ2 mの直管を想定している。
  この手法は,鋼管及び合金鋼管にだけ有効である[5.6の式(38)及び式(40)を参照]。
  この手法は,単段のバルブ,すなわち,グローブ(ストレート形及びアングル形),バタフライ,回転プ
ラグ(偏心形及び球形),ボール及びケージトリム付きバルブに適用できる。
  特記事項として,FpCが定格容量係数の50 %を超えるフルボアのボール弁は除く。
  この規格で取り扱わない特殊な低騒音トリムに関する制限事項については,6.5を参照する。バルブ出口
のマッハ数が,標準トリムで0.3を超えるか,又は低騒音トリムで0.2を超えるときは,箇条7に示す手順
による。
  この規格のマッハ数の制限は,次による。
          マッハ数                                    マッハ数の制限
                                   箇条5                  箇条6                  箇条7
                                 標準トリム           騒音低減トリム        高マッハ数の適用
  自由膨張噴流Mj                  制限なし               制限なし              制限なし
  バルブ出口Mo                      0.3                    0.2                    1.0
  下流レジューサ入口Mr             不適用                 不適用                  1.0
  下流配管M2                        0.3                    0.2                    0.8
    注記 この規格の対応国際規格及びその対応の程度を表す記号を,次に示す。
          IEC 60534-8-3: 2000,Industrial-process control valves−Part 8-3: Noise considerations−Control valve
          aerodynamic noise prediction method(IDT)
            なお,対応の程度を表す記号(IDT)は,ISO/IEC Guide 21に基づき,一致していることを
          示す。

2 引用規格

  次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成する。その最新
版(追補を含む。)を適用する。

――――― [JIS B 2005-8-3 pdf 4] ―――――

                                                                                              3
                                                             B 2005-8-3 : 2008(IEC 60534-8-3 : 2000)
      JIS B 2005(規格群) 工業プロセス用調節弁
         注記 対応国際規格 : IEC 60534 (all parts), Industrial-process control valves(IDT)

3 用語及び定義

  この規格で用いる主な用語及び定義は,JIS B 2005規格群によるほか,次による。
3.1
音響効率(acoustical efficiency)
  音響パワーに変換した流れのパワーの,質量流量の流れのパワーに対する比。
3.2
外部コインシデンス周波数(external coincidence frequency)
  外部の空気中を伝わる音波の伝ぱ速度と,配管壁と等しい肉厚の平板内の屈曲波の伝ぱ速度とが等しい
ときの周波数。
3.3
内部コインシデンス周波数(internal coincidence frequency)
  音響的,かつ,構造的な軸方向周波数が,与えられた円周方向モードに関して等しく,したがって,最
小の透過損失を生じるような最低の周波数。
3.4
溝付ベーンバタフライ弁(fluted vane butterfly valve)
  ベーンの片面又は両面上に複数の溝があるバタフライ弁。これらの溝は,着座線又は着座表面を変えな
いで流れを形作るために考えられている。
3.5
独立流路(independent flow passage)
  出て行く流れが,隣接した流路から出て行く流れに影響されないような流路。
3.6
ピーク周波数(peak frequency)
  内部の音圧が最大である周波数。
3.7
バルブ形状修正係数Fd(valve style modifier)
  単一流路の水力学的直径と環状オリフィスの直径との比。環状オリフィスの面積は,使用するトラベル
におけるすべての同一流路の面積の和に等しい。

――――― [JIS B 2005-8-3 pdf 5] ―――――

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