JIS B 8390-2:2018 空気圧―圧縮性流体用機器の流量特性試験方法―第２部：代替試験方法 | ページ 3

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                                                                                 B 8390-2 : 2018
                                   8V
                          t  5.110      (3)
                                    C
                      ここに,    Δt :  圧力のサンプリング時間(s)
                                  C :  供試機器の推測された音速コンダクタンス[m3/(s・Pa) (ANR)]
                                  V :  等温化タンク容積(m3)

6 試験手順

6.1   試験条件
6.1.1  試験流体
6.1.1.1  試験流体は,空気を使用することが望ましい。異なる流体を使用した場合は,使用した試験流体
を試験報告書に表示しなければならない。
6.1.1.2  気体は,供試機器の製造業者の推奨に従って,ろ過又は調質しなければならない。
6.1.2  点検
  圧力取出口が液体又は固体粒子によって塞がれていないことを定期的に点検する。
6.1.3  測定
6.1.3.1  一連の試験の測定値は,等温化タンク内の圧力及び温度が定常状態に達した後に,記録し始めな
ければならない。圧力,温度及び圧力の指示値の変動は,表7に示す許容変動の範囲を超えてはならない。
6.1.3.2  圧力及び温度は,表7に示す測定総合精度内で測定しなければならない。
                           表7−パラメータの測定総合精度及び許容変動
             パラメータ                  測定総合精度                    許容変動
                容積                        ±1 %                          −
                時間                        ±1 %                          −
              上流圧力                      ±0.5 %                       ±1 %
              下流圧力                      ±0.5 %                       ±1 %
           等温化タンク圧力                 ±0.5 %                       ±1 %
                温度                        ±1 K                         ±3 K
6.1.3.3  測定中に機器部品の不測の動作が起こらないようにするため,機器の各流路の流れの状態を一定
に保持しなければならない。
6.2   測定手順
6.2.1  カタログ値に記載する試験の要求事項
  試験結果をカタログに表示する場合,無作為の製造ロットから選んだ少なくとも5個以上のサンプルを
次のような手順に従って,試験しなければならない。
6.2.2  測定手順の選択
  6.2.3又は6.2.4に規定するいずれかの手順をこの規格の適用範囲に従って,選択しなければならない。
6.2.3  放出試験の手順(図1)
6.2.3.1  減圧弁(要素2)の圧力を700 kPaに設定し,遮断弁(要素3)を開け,等温化タンク(要素4)
に空気を充する。等温化タンク内の圧力及び温度が定常状態に達するまで放置する。
6.2.3.2  遮断弁(要素3)を閉じ,圧力変換器(要素16)を用いて等温化タンク内の初期圧力p3を測定し,
温度計(要素5)を用いて等温化タンク内の初期温度T3を測定し,気圧計(要素14)を用いて大気圧を測

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B 8390-2 : 2018
定する。
6.2.3.3  供試機器(要素8)又は方向制御弁(要素13)を開き,空気を等温化タンク(要素4)から大気
へ放出する。圧力変換器(要素16,11及び12)を用いて放出過程の等温化タンク内の圧力p3,上流圧力
p1及び下流圧力p2を測定し,デジタル記録計(要素15)を用いて図4に示すような圧力波形を記録する。
供試機器に下流遷移継手が接続できない場合は,下流圧力p2として大気圧を測定する。
X 時間
Y 圧力
1 上流圧力
2 下流圧力
3 等温化タンク内圧力
4 大気圧
a  チョーク流れ領域
b  亜音速流れ領域
  注記 破線は,試験開始に方向制御弁(要素13)を用いる場合の上流圧力p1を示す。供試機器が試験開始の切換え
       を行うことができる場合には,上流圧力p1は,最大値から始まる。
                            図4−放出過程の等温化タンク内の圧力応答
6.2.4  充試験の手順(図2)
6.2.4.1  真空ポンプ(要素18)を用いて約2 kPaまで等温化タンク(要素4)の圧力を減圧する。その後,
遮断弁(要素3)を閉じ,等温化タンク内の圧力が定常状態に達するまで放置する。圧力変換器(要素16)
を用いて等温化タンク内の初期圧力p3を測定し,温度計(要素5)を用いて等温化タンク内の初期温度T3
を測定し,気圧計(要素14)を用いて大気圧を測定する。
6.2.4.2  供試機器(要素8)又は方向制御弁(要素13)を開き,大気から空気を等温化タンク(要素4)
に充する。圧力変換器(要素16,11及び12)を用いて充過程の等温化タンク内の圧力p3,上流圧力
p1及び下流圧力p2を測定し,デジタル記録計(要素15)を用いて図5に示すような圧力波形を記録する。

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                                                                                             11
                                                                                 B 8390-2 : 2018
X 時間
Y 圧力
1 上流圧力
2 下流圧力
3 等温化タンク内圧力
4 大気圧
a  チョーク流れ領域
b  亜音速流れ領域
  注記 破線は,試験開始に方向制御弁(要素13)を用いる場合の上流圧力p1を示す。供試機器が試験開始の切換え
       を行うことができる場合には,上流圧力p1は,最大値から始まる。
                            図5−充過程の等温化タンク内の圧力応答
6.3   特性の計算
6.3.1  音速コンダクタンスC
6.3.1.1  等温化タンク圧力p3の平滑化
  式(4)を用いて21点の移動平均によって等温化タンク内の圧力の実測値を平滑化する。
                                 i j 10
                               1
                         p3 j        p3 i  (4)
                               21 ij 10
                      ここに,   p3(i) :  等温化タンク内の圧力(Pa)(i=1,2,···,n)
                                 p'3(j) :  平滑化後の等温化タンク内の圧力(Pa)(j=11,12,···,n
                                         −10)
                                    n :  放出試験又は充試験で測定された圧力測定点数
6.3.1.2  コンダクタンス特性曲線
  放出試験は,式(5)を用いて図4に示す測定領域における各jのコンダクタンスCe(j)を計算し,図7に示
すグラフのように背圧比に対するコンダクタンスをプロットする。充試験は,式(6)を用いて図5に示す
測定領域における各jのコンダクタンスCe(j)を計算し,図8に示すグラフのように背圧比に対するコンダ
クタンスをプロットする。

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B 8390-2 : 2018
放出試験に対して
                               V p3 j 10   p3 j 10
                        Ce ( j)                       (5)
                                 20 p1 ( j)   R
                                          0 t T0T3
充試験に対して
                               V p3 j 10   p3 j 10
                        Ce j                         (6)
                                 20 p1 j R
                                         0 t T0T3
                      ここに,     Ce(j) :  機器のコンダクタンス[m3/(s・Pa) (ANR)](j=21,22,···,
                                          n−20)
                                          Ce(j)の求め方は,図6参照。
                                   p1(j) :  上流圧力(Pa)
                               p'3(j−10) :  平滑化後の10点前の等温化タンク内圧力(Pa)
                               p'3(j+10) :  平滑化後の10点後の等温化タンク内圧力(Pa)
                                     V :  等温化タンク容積(m3)
                                     R :  ガス定数[J/(kg・K)][空気の場合,R=287 J/(kg・K)]
                                     ρ0 :  標準参考空気の密度(kg/m3)
                                     T0 :  標準参考空気の絶対温度(K)
                                     T3 :  放出又は充開始時の等温化タンク内の絶対温度(K)
                                     Δt :  5.5.2で決定された圧力のサンプリング時間(s)
  実測圧力 p3(i)
   i=1,2,···,n
                                                                                 式(4)
  平滑化圧力 p'3(j)
  j=11,12,···,n−10
                                                                                式(5)又は式(6)
  コンダクタンス Ce(j)
  j=21,22,···,n−20
                                図6−コンダクタンスCe(j)の求め方
6.3.1.3  音速コンダクタンスCの計算
  図7又は図8に示すコンダクタンスCeの飽和領域を平均化することによって音速コンダクタンスCを
計算する。飽和領域は,全てのデータの中で充又は放出開始後すぐに現れる過渡的な値を含まない,コ
ンダクタンスが一定となり,変化しない最大領域とする。
  Ceがチョーク流れ領域で著しく変化する場合に,機器の音速コンダクタンスは,圧力依存性を示すこと
が考えられる。この場合は,機器の使用圧力範囲の上限で6.2.3.16.2.3.3の手順を繰り返し,6.3.3に従っ
て,Kp及びCmaxを決定する。

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                                                                                             13
                                                                                 B 8390-2 : 2018
 X 背圧比p2/p1
 Y コンダクタンスCe
 a  飽和領域
                               図7−放出試験のコンダクタンス特性
 X 背圧比p2/p1
 Y コンダクタンスCe
 a  飽和領域
                               図8−充試験のコンダクタンス特性
6.3.2  臨界背圧比b及び亜音速指数m
6.3.2.1  6.3.1で決定された飽和領域以外の領域での背圧比p2/p1及びコンダクタンス比Ce/Cの全ての組み
合わせを用いて,最小二乗法によって式(7)から臨界背圧比b及び亜音速指数mを計算する。計算は,附属
書Fを参照し,F.2.2.1の第2段落に注意する。
                                          m
                                        2
                                  p2
                                      b
                         Ce       p1
                              1              (7)
                         C        1  b
6.3.2.2  6.3.2.1で計算された亜音速指数mの値が0.480.52の間の場合は,特性パラメータの種類を減ら
すため,0.5に修正してもよい。この場合は,6.3.2.1に従って,m=0.5で臨界背圧比を再計算する。

――――― [JIS B 8390-2 pdf 15] ―――――

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