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B 2005-8-3:2008(IEC 60534-8-3:2000)

(1)

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Ⅱ∼Ⅴ(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

 
 


B 2005-8-3:2008(IEC 60534-8-3:2000)

(1)

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 


日本工業規格

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 及び箇条 を適用し,マッハ数が 0.3 より大きい場合は,箇条 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。



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 に示す。

この予測手法は,箇条 に示す JIS B 2005 規格群及び

附属書 に基づいている。

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,F

p

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 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。

マッハ数の制限

マッハ数

箇条 5

標準トリム

箇条 6

騒音低減トリム

箇条 7

高マッハ数の適用

自由膨張噴流 M

j

制限なし

制限なし

制限なし

バルブ出口 M

o

 0.3

0.2

1.0

下流レジューサ入口 M

r

不適用

不適用 1.0

下流配管 M

2

 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。

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。


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)

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 F

d

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。



B 2005-8-3:2008(IEC 60534-8-3:2000)

記号及び単位 

この規格で用いる記号及び単位は,

表 による。

表 1−記号及び単位 

記号

説明

単位

単一の流路の面積

m

2

A

n

段の多段トリムの,使用するトラベルでの最終段の全流路面積

m

2

C

容量係数(K

v

  及び  C

v

多種(JIS B 2005-1 を参照)

C

n

段の多段トリムの最終段に対する容量係数

多種(JIS B 2005-1 を参照)

c

vc

 

亜音速の流動条件における縮流部での音速 m/s

c

vcc

 

閉そく流状態における縮流部での音速 m/s

c

2

 

下流条件での音速

m/s

バルブ出口の直径

m

d

流路の直径(円形以外に対しては,d

H

を使用)

m

d

H

 

単一の流路の水力学的直径 m

d

i

 

バルブ出口又はエキスパンダ入口の小さいほうの内径 m

D

i

 

下流配管の内径

m

D

j

 

縮流部における噴流の直径 m

d

o

 

使用するトラベルでの流路面積の和に等しい面積をもつ,環状オリフィスの直径 m

F

d

バルブ形状修正係数

無名数の 1

F

L

継手を接続しない場合のバルブの液体圧力回復係数

  無名数の 1

d)

F

Ln

 

低騒音トリムの最終段の液体圧力回復係数

無名数の 1

F

LP

継手を接続する場合の,バルブの液体圧力回復係数と配管形状係数との組合せ係数

  無名数の 1

d)

F

p

配管形状係数

無名数の 1

f

g

外部コインシデンス周波数 Hz

f

o

 

内部コインシデンス周波数 Hz

f

p

 

発生ピーク周波数

Hz

f

pR

 

バルブ出口又はエキスパンダの縮小された直径での発生ピーク周波数 Hz

f

r

 

リング周波数

Hz

G

x

G

y

  周波数係数(表 参照)

無名数の 1

放射状流路の長さ

m

l

w

 

単一の流路のぬれ縁の長さ

m

L

peR

 

配管エキスパンダで引き起こされた気体の乱れによって生じる,配管壁から 
1 m での A 特性音圧レベル

dB(A)(P

o

  基準)

L

g

 

マッハ数の補正

dB (P

o

  基準)

L

pAe

 

配管外部でのA特性音圧レベル

dB(A)(P

o

  基準)

L

pAe, 1m

  配管壁から 1 m での A 特性音圧レベル

dB(A)(P

o

基準)

L

pi

 

配管壁での内部音圧レベル(5.6 参照)

dB (P

o

基準)

L

piR

 

下流配管の内部音圧レベル(7.2 参照) dB (P

o

基準)

L

pS

 

バルブトリムとエキスパンダとで生じた,配管壁から 1 m での組合せ 
A 特性音圧レベル

dB(A)(P

o

基準)

L

wi

 

全内部音響パワーレベル dB (W

o

基準)

M

流れている流体のモル質量 kg/kmol

M

j

 

状態ⅡからⅣまでにおける自由膨張噴流のマッハ数

無名数の 1

M

jn

 

段の多段弁での最終段の自由膨張噴流のマッハ数

無名数の 1

M

j5

 

状態Ⅴにおける自由膨張噴流のマッハ数

無名数の 1

M

o

 

バルブ出口におけるマッハ数

無名数の 1

M

R

 

エキスパンダ入口におけるマッハ数

無名数の 1


5

B 2005-8-3:2008(IEC 60534-8-3:2000)

表 1−記号及び単位(続き) 

記号

説明

単位

M

vc

 

縮流部におけるマッハ数

無名数の 1

M

2

 

下流配管におけるマッハ数

無名数の 1

m

&

 

質量流量

kg/s

s

m

&

 

音速における質量流量 kg/s

N

数値定数(

表 2

参照)

多種

N

o

 

バルブトリムにおける独立した同一の流路数

無名数の 1

p

a

 

配管外部の実際の大気圧

  Pa

c)

p

n

 

段の多段弁の最終段におけるよどみ点絶対圧力 Pa

P

o

 

基準音圧=2×10

e)

Pa

p

s

 

標準大気圧

a)

Pa

p

vc

 

亜音速の流動条件における縮流部の絶対圧力 Pa

p

vcc

 

閉そく流状態における縮流部の絶対圧力 Pa

p

1

 

バルブ入口の絶対圧力

Pa

p

2

 

バルブ出口の絶対圧力

Pa

p

2B

 

ブレークポイントにおけるバルブ出口の絶対圧力 Pa

p

2C

 

閉そく流状態におけるバルブ出口の絶対圧力 Pa

p

2CE

 

一定の音響効率の状態が始まる点でのバルブ出口の絶対圧力 Pa

気体定数=8 314

J/(kmol・K)

r

w

 

音響パワー比(

表 参照)

無名数の 1

T

n

 

段の多段弁の最終段における入口の絶対温度 K

T

vc

 

亜音速の流動条件における縮流部の絶対温度 K

T

vcc

 

閉そく流状態における縮流部の絶対温度 K

T

1

 

入口の絶対温度

K

T

2

 

出口の絶対温度

K

TL 

透過損失

dB

TL

R

 

下流配管における透過損失 dB

t

p

 

配管壁の厚さ

m

U

p

 

下流配管における気体の速度 m/s

U

R

 

エキスパンダの入口における気体の速度 m/s

U

vc

 

亜音速の流動条件における縮流部の速度 m/s

W

a

 

音響パワー

W

W

aR

 

バルブ出口又はエキスパンダの縮小された直径での音響パワー W

W

m

 

質量流量の流れパワー

W

W

mR

 

バルブ出口又はエキスパンダの縮小された直径での質量流量の流れのパワー W

W

ms

 

音速での質量流量の流れのパワー W

W

o

 

基準音響パワー=10

12

e)

 W

α

回復補正係数

無名数の 1

β

バルブ出口又はエキスパンダ入口における収縮係数

無名数の 1

γ

比熱比

無名数の 1

η

音響効率係数

  b)

無名数の 1

1

ρ

p

1

及び T

1

における流体の密度 kg/m

3

2

ρ   p

2

及び T

2

における流体の密度 kg/m

3

n

ρ   n 段の多段弁の最終段の p

n

及び T

n

における流体の密度 kg/m

3

Φ

相対容量係数

無名数の 1

添字

e

外部を表す。



B 2005-8-3:2008(IEC 60534-8-3:2000)

表 1−記号及び単位(続き) 

添字

i

内部を表す。

n

トリムの最終段を表す。

R

下流配管又は管エキスパンダにおける条件を表す。

a)

  標準大気圧は,101.325 kPa  又は 1.013 25 bar  。

b)

  添字 1,2,3,4 及び 5 は,それぞれ状態Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ及びⅤを示す。

c)

  1 bar =10

2

 kPa =10

5

Pa  。

d)

  縮流部の圧力,したがって,速度を計算するために,この規格では,気体に対する圧力回復は,液体のそれと同

一であると仮定している。

e)

  音響パワー及び音圧は,慣例上デシベルスケールとして知られている対数スケールを用いて表す。このスケール

は,ある標準の基準値と対数的な関係がある。この標準の基準値は,音圧に対して 2×10

5

Pa 及び音響パワーに

対して 10

12

 W である。

標準トリムバルブ 

5.1 

圧力及び圧力比 

騒音の予測手順においては,幾つかの圧力及び圧力比が必要である。これらを,次に示す。

縮流部は,流体の最高速度及び最低圧力の領域である。この最低圧力は,絶対圧 0 より小さくなること

はないが,式 (1) によって求める。

2

L

2

1

1

vc

F

p

p

p

p

=

 (1)

注記 1  この式は,亜音速条件に対する F

L

の定義である。

注記 2  バルブに継手類が取り付けてあるときは,F

L

を F

LP

 / F

p

と入れ換える。

注記 3  係数 F

L

は,縮流部の圧力の計算に必要である。縮流部の圧力は,次に速度を計算するのに用

いるが,この速度は音響効率係数を求めるのに必要となる。

閉そく流状態では,縮流部の圧力は,式 (2) によって求める。

( )

1

/

1

vcc

1

2

÷÷ø

ö

ççè

æ

+

=

γ

γ

γ

p

p

 (2)

縮流部で音速流が始まる臨界下流圧力は,式 (3) によって計算する。

(

)

vcc

1

2

L

1

2C

p

p

F

p

p

=

 (3)

注記 4  バルブに継手類が取り付けてあるときは,F

L

を F

LP

 / F

p

と入れ換える。

補正係数αは,次の二つの圧力比の比である。

a)  閉そく流状態での入口圧力の出口圧力に対する比。

b)  閉そく流状態での入口圧力の縮流部の圧力に対する比。

αは,式 (4) で定義する。

C

2

vcc

vcc

1

C

2

1

p

p

p

p

p

p

=

÷÷ø

ö

ççè

æ

÷÷ø

ö

ççè

æ

α

 (4)

衝撃セル−乱流の相互作用機構(状態Ⅳ)が,乱流−せん断機構(状態Ⅲ)を上回って騒音スペクトル

を支配し始める点は,

ブレークポイントとして知られている。

これらの状態の説明については,

5.2 を参照。


7

B 2005-8-3:2008(IEC 60534-8-3:2000)

ブレークポイントでの下流圧力は,式 (5) によって計算する。

( )

1

/

1

2B

1

÷÷ø

ö

ççè

æ

=

γ

γ

γ

α

p

p

 (5)

一定の音響効率の領域(状態Ⅴ)が始まる点の下流圧力は,式 (6) によって計算する。

α

22

1

2CE

p

p

=

 (6)

5.2 

状態の定義 

調節弁は,ポテンシャル(圧力)のエネルギーを乱流に変換することによって流れを制御する。調節弁

内の騒音は,このエネルギーのわずかの部分が音へ変換することから生じる。大部分のエネルギーは,熱

に変換される。

音響の現象が多様であること,又は気体分子と音速衝撃セルとの間の干渉の結果,騒音の発生は,複数

の状態に分類できる。状態Ⅰでは,流れは亜音速であって,気体は部分的に再圧縮され,したがって,係

数 F

L

が深く関与している。この状態での騒音発生は,主として双極子的である。

状態Ⅱでは,音速流が衝撃セル間の相互作用及び閉そく流の乱流混合を伴いながら存在している。状態

Ⅱの限界に近づくにつれて,再圧縮の程度が低下してくる。

状態Ⅲでは,等エントロピーの再圧縮は存在しない。流れは超音速となり,乱流−せん断機構が支配的

となる。

状態Ⅳでは,マッハディスクが形成されるにつれて衝撃セル構造が弱まり,これに代わって衝撃セル−

乱流相互作用が支配的となる。

状態Ⅴでは,一定の音響効率が存在し,更に p

2

が減少しても騒音は,増加しない。

流れの各状態は,与えられる一連の運転条件によって,次のように場合分けできる。

    状態Ⅰ            p

2

 ≧ p

2C

  の場合

    状態Ⅱ      p

2C

 > p

2

 ≧ p

vcc

の場合

    状態Ⅲ      p

vcc

 > p

2

 ≧ p

2B

の場合

    状態Ⅳ      p

2B

 > p

2

 ≧ p

2CE

の場合

    状態Ⅴ      p

2CE

 > p

2

の場合

5.3  予備的計算 
5.3.1 

バルブ形状修正係数  F

d

多段弁の場合,F

d

は最終段だけ適用する。

バルブ形状修正係数は,式 (7a) によって計算する。

o

H

d

d

d

F

=

(7a)

単一流路の水力学的直径 d

H

は,式 (7b) によって求める。

W

H

4

l

A

d

=

 (7b)

全流れ面積の等価円の直径 d

o

は,式 (7c) による。

π

A

N

d

o

o

4

=

(7c)

F

d

の代表的な値を,

表 に規定する。



B 2005-8-3:2008(IEC 60534-8-3:2000)

5.3.2 

噴流の直径  D

j

噴流の直径は,式 (8) による。

L

d

14

j

CF

F

N

D

=

 (8)

注記 1  N

14

は,数値定数である。使用する容量係数(K

v

又は C

v

)によって決まる。定数の値は,

による。

注記 2  バルブの定格 の値ではなく,所要の の値を使用する。

注記 3  バルブに継手類が取り付けてあるときは,F

L

を F

LP

/F

p

と入れ換える。

5.3.3 

音響パワー比  r

w

音響パワー比は,下流側配管へ放射する音響パワーと運動エネルギーの割合を表す。種々のバルブ及び

継手類に対する係数を,

表 に規定する。

表 2−数値定数  N

容量係数

定数

K

v

C

v

N

14

 4.9×10

3

 4.6×10

3

N

16

 4.23×10

4

 4.89×10

4

注記  表にない数値定数は,この規格に用いない。

表 3−バルブ形状修正係数 F

d

の代表的な値(フルサイズトリム)

相対容量係数

Φ

バルブ形状

流れ方向

0.10

0.20

0.40 0.60 0.80 1.00

グローブ,パラボリックプラグ

オープン

クローズ

0.10
0.20

0.15
0.30

0.25 
0.50

0.31 
0.60

0.39 
0.80

0.46
1.00

グローブ,3V‐ポートプラグ

両方向

a)

0.29

0.40

0.42 0.43 0.45 0.48

グローブ,4V‐ポートプラグ

両方向

a)

0.25

0.35

0.36 0.37 0.39 0.41

グローブ,6V‐ポートプラグ

両方向

a)

0.17

0.23

0.24 0.26 0.28 0.30

グローブ,60 同径ドリル孔ケージ

両方向

a)

0.40

0.29

0.20 0.17 0.14 0.13

グローブ,120 同径ドリル孔ケージ

両方向

a)

0.29

0.20

0.14 0.12 0.10 0.09

バタフライ,スイングスルー(同心軸)

,70°

両方向

0.26

0.34

0.42 0.50 0.53 0.57

バタフライ溝付きベーン,70°

両方向

0.08

0.10

0.15 0.20 0.24 0.30

バタフライ,60°平円板

両方向

. 0

偏心回転プラグ

両方向

0.12

0.18

0.22 0.30 0.36 0.42

セグメント  ボール,90°

両方向

0.60

0.65

0.70 0.75 0.78 0.98

注記  これらの値は代表的な値である。実際の値は製造業者による。 

a)

  フロー  ツー  クローズ方向の流れに対しては,弁差圧(

1

2

)の制限がある。

表 4−音響パワー比  r

w

バルブ又は接手

r

w

グローブ,パラボリックプラグ

0.25

グローブ,3 V‐ポートプラグ

0.25

グローブ,4 V‐ポートプラグ

0.25

グローブ,6 V‐ポートプラグ

0.25

グローブ,60 同径ドリル孔ケージ

0.25


9

B 2005-8-3:2008(IEC 60534-8-3:2000)

表 4−音響パワー比  r

w

(続き) 

バルブ又は接手

r

w

グローブ,120 同径ドリル孔ケージ

0.25

バタフライ,スイングスルー(同心軸)

,70° 0.5

バタフライ,溝付きベーン,70° 0.5

バタフライ,60°平円板 0.5

偏心回転プラグ

0.25

セグメントボール,90°

0.25

エキスパンダ

     1

5.4 

状態Ⅰ(亜音速流) 

縮流部における気体の速度は,式 (9) による。

1

1

/

)

1

(

1

vc

vc

1

1

2

ρ

γ

γ

γ

γ

p

p

p

U

ú

ú
û

ù

ê

ê
ë

é

÷÷ø

ö

ççè

æ

÷÷ø

ö

ççè

æ

=

 (9)

質量流の流れのパワーは,式 (10) によって計算する。

2

)

(

2

vc

m

U

m

W

&

=

 (10)

亜音速に対する縮流部の温度は,式 (11) によって計算する。

γ

γ

/

)

1

(

1

vc

1

vc

÷÷ø

ö

ççè

æ

=

p

p

T

T

 (11)

縮流部における音速は,式 (12) によって計算する。

M

RT

c

vc

vc

γ

=

 (12)

縮流部におけるマッハ数は,式 (13) によって計算する。

vc

vc

vc

c

U

M

=

 (13)

状態Ⅰに対する音響効率係数は,式 (14) によって計算する。

(

)

6

.

3

vc

4

1

10

1

M

×

=

η

 (14)

したがって,状態Ⅰで発生し,下流側配管に放射される音響パワーは,式 (15) による。

2

L

m

w

1

a

F

W

r

W

η

=

 (15)

注記  バルブに継手類が取り付けてあるときは,F

L

を F

LP

/F

p

と入れ換える。

この方法には不必要であるが,全内部音響パワーレベルは,式 (16) によって計算する。

o

a

10

wi

log

10

W

W

L

=

 (16)

配管内部の音響パワーを計算するときには,L

wi

から 6 dB を減じる。

発生した騒音のピーク周波数は,式 (17) によって計算する。


10 
B 2005-8-3:2008(IEC 60534-8-3:2000)

j

vc

p

2

.

0

D

U

f

=

 (17)

5.5 

状態Ⅱ∼Ⅴ(共通の計算) 

式 (18) ∼ (21) は,状態ⅡからⅤまで共通である。これらの状態は,音速以上である。

音速(又は臨界)流については,縮流部の温度は,式 (18) による。

1

2

1

vcc

+

=

γ

T

T

 (18)

縮流部における音速は,式 (19) によって計算する。

M

RT

c

vcc

vcc

γ

=

 (19)

したがって,流れのパワーは,式 (20) によって求める。

2

2

vcc

ms

c

m

W

&

=

 (20)

この方法には不必要であるが,内部音響パワーレベルは,式 (16) 及び式 (23),式 (26),式 (28) 又は

式 (32) を使って計算する。

自由膨張する噴流部では,マッハ数は状態ⅡからⅣまでについて,式 (21) によって計算する。

(

)

ú

ú
û

ù

ê

ê
ë

é

÷÷ø

ö

ççè

æ

=

1

1

2

/

1

2

1

j

γ

γ

α

γ

p

p

M

 (21)

5.5.1 

状態Ⅱ 

状態Ⅱに対する音響効率係数は,式 (22) によって計算する。

(

)

2

L

6

.

6

j

4

2

10

1

F

M

×

=

η

 (22)

注記  バルブに継手類が取付けてあるときは,F

L

を F

LP

/F

p

と入れ換える。

状態Ⅱで発生し,下流側配管に放射される音響パワーは,式 (23) によって計算する。

÷÷ø

ö

ççè

æ

=

vcc

1

2

1

ms

w

2

a

p

p

p

p

W

r

W

η

 (23)

したがって,ピーク周波数は,式 (24) によって求める。

j

vcc

j

p

2

.

0

D

c

M

f

=

 (24)

5.5.2 

状態Ⅲ 

状態Ⅲに対する音響効率係数は,式 (25) によって計算する。

(

)

2

L

6

.

6

j

4

3

10

1

F

M

×

=

η

 (25)

注記  バルブに継手類が取り付けてあるときは,F

L

を F

LP

/F

p

と入れ換える。

状態Ⅲで発生し,下流側配管に放射される音響パワーは,式 (26) によって計算する。

ms

w

3

a

W

r

W

η

=

 (26)

ピーク周波数は,式 (24) から計算する。

5.5.3 

状態Ⅳ 

状態Ⅳでの音響効率係数は,式 (27) によって計算する。


11

B 2005-8-3:2008(IEC 60534-8-3:2000)

(

)

( )

2

L

6

.

6

2

j

4

4

2

2

10

1

F

M

÷

÷
ø

ö

ç

ç
è

æ

×

=

η

 (27)

注記  バルブに継手類が取り付けてあるときは,F

L

を F

LP

/F

p

と入れ換える。

状態Ⅳで発生し,下流側配管に放射された音響パワーは,式 (28) によって計算する。

ms

w

4

a

W

r

W

η

=

 (28)

状態Ⅳに対するピーク周波数は,式 (29) によって求める。

1

25

.

1

35

.

0

2

j

j

vcc

p

=

M

D

c

f

 (29)

5.5.4 

状態Ⅴ 

状態Ⅴでは,噴流のマッハ数は,式 (30) によって計算する。

( )

(

)

[

]

1

22

1

2

/

1

j5

=

γ

γ

γ

M

 (30)

一定の音響効率係数は,式 (31) によって求める。

( )

ú

ú
û

ù

ê

ê
ë

é

÷

÷
ø

ö

ç

ç
è

æ

×

=

2

L

6

.

6

2

5

j

4

5

2

2

10

1

F

M

η

 (31)

注記  バルブに継手類が取り付けてあるときは,F

L

を F

LP

/F

p

と入れ換える。

したがって,状態Ⅴで発生し,下流側配管に放射される音響パワーは,式 (32) によって計算する。

ms

w

5

a

W

r

W

η

=

 (32)

状態Ⅴに対するピーク周波数は,M

j

の代わりに M

j5

を用いて式 (29) から計算する。

5.6 

騒音の計算 

下流の密度は,式 (33) によって計算する。

÷÷ø

ö

ççè

æ

=

1

2

1

2

p

p

ρ

ρ

 (33)

下流側温度 T

2

は,必要な流体の性質が分かれば,熱力学的等エンタルピーの関係を使うことによって,

求めることができる。ただし,流体の性質が分かっていない場合は,T

2

はほぼ T

1

に等しいとすることがで

きる。

式 (34) から,下流の音速を計算する。

M

RT

c

2

2

γ

=

 (34)

バルブ出口でのマッハ数は,式 (35) によって計算する。

2

2

2

o

4

c

D

m

M

ρ

π

&

=

 (35)

注記 1  M

o

は,0.3 を超えてはならない。0.3 を超える場合は,正確さを保つことができないので,箇

条 の手順による。

P

o

を基準にした内部音圧レベルは,式 (36) による。

(

)

ú

û

ù

ê

ë

é

×

=

2

i

2

2

a

9

10

pi

10

2

.

3

log

10

D

c

W

L

ρ

 (36)


12 
B 2005-8-3:2008(IEC 60534-8-3:2000)

配管壁の透過損失は,式 (37) によって計算する。

(

)

ú

ú

ú

ú

ú

û

ù

ê

ê

ê

ê

ê

ë

é

÷÷ø

ö

ççè

æ

÷

÷
ø

ö

ç

ç
è

æ

+

÷

÷
ø

ö

ç

ç
è

æ

×

=

s

a

y

2

2

x

2

p

p

2

7

10

1

415

10

6

.

7

log

10

p

p

G

c

G

f

t

c

TL

ρ

 (37)

注記 2  G

x

  及び G

y

は,

表 による。

注記 3  比 p

a

 /p

s

  は,局所気圧に対する補正である。

注記 4  透過損失モデルは,6 dB/オクターブ減衰の内部周波数分布を基にしている。

周波数 f

r

  f

o

  及び f

g

は,それぞれ式 (38),式 (39) 及び式 (40) によって計算する。

i

r

000

5

D

f

π

=

 (38)

÷

ø

ö

ç

è

æ

=

343

4

2

r

o

c

f

f

 (39)

( )

(

)

000

5

343

3

p

2

t

f

π

=

g

 (40)

注記 5  式 (39) 及び式 (40) で,定数 343 は空気中の音速 (m/s) である。

注記 6  式 (38) 及び式 (40) で,定数 5 000 は鋼に対する配管壁中の音速 (m/s) である。

注記 7  最小の透過損失は,配管の第一のコインシデンス周波数で起こることに注意する。

表 5−周波数係数  G

x

  及び G

y

o

p

f

f

<

o

p

f

f

4

o

p

3

/

2

r

x

÷÷

ø

ö

çç

è

æ

÷÷ø

ö

ççè

æ

=

f

f

f

f

G

o

3

/

2

r

p

x

÷÷ø

ö

ççè

æ

=

f

f

G

r

p

f

f

<   のとき

1

x

=

G

r

p

f

f

≥   のとき

÷

÷
ø

ö

ç

ç
è

æ

=

g

f

f

G

o

y

g

f

f

<

o

  のとき

1

y

=

G

g

f

f

o

  のとき

÷÷ø

ö

ççè

æ

=

r

p

y

f

f

G

g

f

f

<

p

  のとき

1

y

=

G

g

f

f

p

  のとき

下流側配管の速度補正は,近似的に式 (41) 及び式 (42) による。

÷÷ø

ö

ççè

æ

=

2

10

1

1

log

16

M

L

g

 (41)

2

2

2

i

2

4

c

D

m

M

ρ

π

&

=

 (42)

注記 8  L

g

を計算するときは,M

2

は 0.3 までとする。

配管の外径のところで放射される A 特性音圧レベルは,式 (43) によって求める。

g

L

TL

L

L

+

+

+

=

pi

pAe

5

 (43)

注記 9  式 (43) で,最初の項 5 dB は,周波数ピークのすべてに対応するための平均補正である。

最後に,管壁から 1 m のところでの A 特性音圧レベルは,式 (44) によって計算する。

ú

û

ù

ê

ë

é

+

+

+

=

p

i

p

i

10

pAe

pAe,1m

2

2

2

log

10

t

D

t

D

L

L

 (44)


13

B 2005-8-3:2008(IEC 60534-8-3:2000)

5.7 

計算の手順 

次に示す手順は,前記の式を用いて音圧レベルを計算するための,論理的な順序を示す。

5.15.2 及び 5.3 から開始する。

状態Ⅰの場合は,5.4 及び 5.6 を使用する。

状態Ⅱの場合は,5.55.5.1 及び 5.6 を使用する。

状態Ⅲの場合は,5.55.5.2 及び 5.6 を使用する。

状態Ⅳの場合は,5.55.5.3 及び 5.6 を使用する。

状態Ⅴの場合は,5.55.5.4 及び 5.6 を使用する。

注記  計算例を,附属書 に示す。

騒音低減トリムバルブ 

6.1 

適用範囲 

この箇条は,騒音低減トリムバルブに適用する。ここでは多くの手順を箇条 から引用するが,これら

のトリムには特別な配慮が必要であるため,別の箇条として設ける。

6.2 

単段多流路トリム 

単段多流路トリム付きバルブ

(多くの実用例がある騒音低減トリムの一例を,

図 に示す。)については,

次に規定する手順を除き,箇条 の手順による。

注記  多くの実用例がある騒音低減トリムの一例

図 1−単段多流路トリムの例 


14 
B 2005-8-3:2008(IEC 60534-8-3:2000)

流路は,すべて同じ水力学的直径をもち,これらの流路間の距離は,噴流の相互作用を防ぐのに十分な

距離がなければならない。

バルブ形状修正係数は箇条 と同じである。その適用例を,次に示す。

  幅 0.010 m,高さ 0.002 m の 48 個の長方形流路をもつトリムを想定する。各流路の面積 は,0.010

×  0.002 = 0.000 02 m

2

である。ぬれ縁の長さ l

w

= (2×0.010) + (2×0.002) = 0.024 m,d

o

= 0.035 m,

d

H

= 0.003 3 m から,F

d

= 0.003 3 / 0.035 = 0.094 となる。

噴流の直径 D

j

は,式 (45) によって計算する。

( )

[

]

d

l

C

F

N

D

/

06

.

0

9

.

0

d

14

j

=

 (45)

注記 1  D

j

の計算式で,式中 F

Ln

は [0.9−0.06 (l/d)]  に置き換えてあり,l/の最大値は 4 である。

F

Ln

の代わりに [0.9−0.06(l/d)]  を使用する結果,状態Ⅰ,Ⅱ及びⅢにおいて,一般に透過損失が最大 5 dB

増大する。

バルブ出口におけるマッハ数は,式 (35) を用いて計算する。

注記 2  圧力比 p

1

/p

2

> 4 の場合,F

d

の計算に用いる式 (7a) は,流路同士の壁面間隔が 0.7を超える

場合にだけ使用できる。式 (7a) は,バルブ出口におけるマッハ数 M

o

が 0.2 を超えると妥当

性を失う。

6.3 

多段単一流路減圧トリム(二つ以上の絞りステップ) 

多段単一流路弁の場合(多くの実用例がある騒音低減トリムの一例を,

図 に示す。),次のことを除き,

箇条 による。

注記  多くの実用例がある騒音低減トリムの一例

図 2−多段単一流路減圧トリムの例 

注記 1  最終段には,6.3 の計算のすべてが適用できる。


15

B 2005-8-3:2008(IEC 60534-8-3:2000)

容量係数 C

n

は,の代わりに用いることとする。これは,多段トリムの最終段に適用できる。

バルブ製造業者から C

n

の値が得られない場合は,式 (46) を用いる。

n

16

n

A

N

C

=

 (46)

注記 2  N

16

は数値定数で,使用する容量係数  (K

v

又は C

v

)  によって,定数の値が決まる。これらの

定数の値は,

表 による。

p

1

の代わりに最終段のよどみ点圧力 p

n

を用い,密度 ρ

n

は ρ

1

の代わりに用いる。

これらの値は,式 (47a),式 (47b),式 (47c) 及び式 (48) によって求める。

注記 3  p

1

 / p

2

  ≧  2 の場合,まず p

n

 / p

2

 < 2 と仮定して式 (47a) から p

n

を計算する。p

n

の計算値が

p

n

  ≧  2 p

2

ならば,式 (47b) から p

n

を計算して,この手順を続ける。

p

1

 / p

2

  ≧  2,かつ,p

n

 / p

2

 < 2 ならば

2

2

2

n

1

n

155

.

1

p

C

C

p

p

+

÷÷ø

ö

ççè

æ

=

(47a)

p

1

 / p

2

  ≧  2,かつ,p

n

 / p

2

  ≧  2 ならば

÷÷ø

ö

ççè

æ

=

n

1

n

C

C

p

p

 (47b)

p

1

 / p

2

 < 2 ならば

(

)

2

2

2

2

2

1

2

n

n

p

p

p

C

C

p

+

÷÷ø

ö

ççè

æ

=

(47c)

÷÷ø

ö

ççè

æ

=

1

n

1

n

p

p

ρ

ρ

 (48)

ピーク周波数の計算式に用いる最終段の噴流の直径は,式 (49) によって求める。

L

n

d

14

j

F

C

F

N

D

=

 (49)

注記 4  この式 (49) に対しては,最終段の F

d

を用いる。

最後に,配管の外径部から放射される A 特性音圧レベルは,式 (50) によって求める。

g

L

TL

p

p

L

L

+

+

÷÷ø

ö

ççè

æ

+

+

=

n

1

10

pi

pAe

log

10

5

 (50)

注記 5  最終段の騒音寄与は,L

pi

によって与えられる。式中の項 10 log

10

(

p

1

/

p

n

)  は,他の段の減圧に

よる音圧レベルを含む。

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) 

注記 1  この細分箇条は,リニアトラベルのバルブにだけ適用する。

注記 2  最終段には,6.4 の計算がすべて適用できる。

多段多流路トリムに対しては(多くの実用例がある騒音低減トリムの一例を,

図 に示す。),次のこと

を除き,箇条 による。


16 
B 2005-8-3:2008(IEC 60534-8-3:2000)

注記  多くの実用例がある騒音低減トリムの一例

図 3−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)の例 

流路はすべて同じ水力学的直径をもち,かつ,これら流路間は,噴流の相互作用を防ぐのに十分な距離

とする。各段の流路面積は,入口と出口との間で増大するものとする。

縮流部の圧力 p

vc

は,式 (1) の F

L

の代わりに F

Ln

を用いて計算する。容量係数 の代わりに式 (46) の

C

n

を用い,p

1

の代わりに式 (47) の最終段のよどみ点圧力 p

n

を用い,かつ,密度ρ

1

の代わりに式 (48) の

ρ

n

を用いる。

噴流マッハ数は,式 (51) によって計算する。

vc

vc

jn

c

U

M

=

 (51)

ここに,最終段の速度 U

vc

は,p

1

の代わりに p

n

を,及びρ

1

の代わりにρ

n

を用いて,式 (9) によって求

める。

ピーク周波数 f

p

は,式 (49) から得られる最終段の噴流の直径 D

j

を用いて,式 (52) によって計算する。

j

vc

jn

p

2

.

0

D

c

M

f

=

 (52)

最後に,A 特性音圧レベル L

pAe

は,式 (50) を用いて計算する。

注記 3 6.4 の手法は,バルブ出口のマッハ数 M

o

が 0.2 を超える場合は正確ではない。M

o

の計算につ

いては,式 (35) を参照する。マッハ数が 0.3 の場合は,誤差が 5 dB を超える場合がある。

より高いマッハ数に対する手順については,箇条 を参照する。

注記 4  計算例を,附属書 に示す。

6.5 

この規格で取り上げないバルブ類 

箇条 に示す以外の低騒音トリムは,この規格の適用範囲外とする。しかし,このようなトリムであっ

ても,バルブ製造業者が,この規格の箇条 の適用可能な各条項を用いて得られる音圧レベルに加え,ト

ラベル及び/又はバルブ圧力比の関数として付随する音圧レベルの変化について,その裏付けとなる値を

提供してくれる場合は,この規格の手法を使ってよい。


17

B 2005-8-3:2008(IEC 60534-8-3:2000)

より高い出口マッハ数のバルブ類 

7.1 

適用範囲 

この箇条は,バルブが出口エキスパンダに接続され,かつ,箇条 及び箇条 に規定する制限を超える

マッハ数のとき,音圧レベルを予測する方法を規定する。

注記の箇所を除いて,箇条 及び箇条 の式を

用いる。また,この方法は,バルブ呼び径が配管呼び径に等しいときも適用する。

7.2 

計算の手順 

下流側配管において,速度は,マッハ数 0.8 以下に制限され,式 (53) によって計算する。

2

i

2

p

4

D

m

U

ρ

π

&

=

 (53)

エキスパンダの入口における気体速度 U

R

は,音速 c

2

以下に制限され,式 (54) によって計算する。

2

i

2

i

p

R

d

D

U

U

β

=

 (54)

注記 1  バルブ出口における速度分布が,すべての場合に一様でないこと,及び収縮係数を使用しな

ければならないことに留意する。この係数βは,式 (54) に算入されている。βの値は,バ

ルブ出口において,閉そく流れの点がマッハ数 1 であることを用いて,試験データから求め

ることができる。正味の面積は,質量流量を密度と音速との積で除したものに等しい。また,

解析的手法で決めることができる。β= 0.93 の値は,ストレート形グローブ弁に適用できる。

他のバルブ形式に対するデータは,現時点では整理されていないが,あるバルブに対しては

この値は低く,0.7 程度である。

エキスパンダ内の変換された流れのパワーは,式 (55) によって求める。

ú

ú
û

ù

ê

ê
ë

é

+

÷÷ø

ö

ççè

æ

=

2

.

0

1

2

2

2

i

2

i

2

R

mR

D

d

U

m

W

&

 (55)

発生した騒音のピーク周波数は,式 (56) によって求める。

i

R

pR

2

.

0

d

U

f

=

 (56)

音響効率係数は式 (57) 及び式 (58) によって計算する。

(

)

3

R

3

R

10

1

M

×

=

η

 (57)

ここに,

2

R

R

c

U

M

=

 (58)

発生した音響パワー,式 (59) によって決める。

mR

R

aR

W

W

η

=

 (59)

ここでの手順では必要はないが,全内部音響パワーは式 (16) を用いて計算する。

P

o

を基準にした内部音圧レベルは,式 (60) による。


18 
B 2005-8-3:2008(IEC 60534-8-3:2000)

(

)

ú

ú

û

ù

ê

ê

ë

é

×

=

2

i

2

2

aR

9

10

piR

10

2

.

3

log

10

D

c

W

L

ρ

 (60)

透過損失 TL

R

は,式 (61) によって計算する。

(

)

ï

ï

þ

ïï

ý

ü

ï

ï

î

ïï

í

ì

÷÷ø

ö

ççè

æ

+

÷÷ø

ö

ççè

æ

×

=

s

a

y

2

2

x

2

pR

p

2

7

10

R

1

415

10

6

.

7

log

10

p

p

G

c

G

f

t

c

TL

ρ

 (61)

注記 2  G

x

及び G

y

は,

表 による。表 で,f

p

の代わりに f

pR

とする。

下流側配管の速度補正は,式 (41) 及び式 (42) によって計算する。

配管の外径部において放射される A 特性音圧レベルは,式 (62) によって,配管の壁から 1 m の距離の

ところで計算する。L

g

は,M

2

が 0.8 で制限されることを除いて,式 (41) によって計算する。

÷÷ø

ö

ççè

æ

+

+

+

+

+

+

=

p

i

p

i

10

R

piR

peR

2

2

2

log

10

5

t

D

t

D

L

TL

L

L

g

 (62)

バルブトリム L

pAe

及びエキスパンダ L

peR

の両者を組み合わせた音圧レベルは,式 (63) によって算出す

る。

(

)

10

/

10

/

10

pS

peR

pAe,1m

10

10

log

10

L

L

L

+

=

 (63)


19

B 2005-8-3:2008(IEC 60534-8-3:2000)

附属書 A

(参考) 
計算例題

この附属書は,本体に関連する事柄を補足するもので,規定の一部ではない。

例題 1:状態Ⅰの場合 

与えられたデータ: 

バルブ

バルブの種類:

フロー  ツー  オープンに取り付けられた単座グローブ弁(ケージ付き)

バルブ呼び径: DN

100

バルブ出口の直径 D

100 mm = 0.100 m

定格 C

v

: 195

要求 C

v

: 90

液体圧力回復係数と配管形状係数との組合せ係数:  F

LP

= 0.792

入口呼び径: DN

200

出口呼び径: DN

200

管壁の厚さ:

t

p

= 8 mm = 0.008 m

配管の内径:

D

i

= 203.1 mm = 0.203 1 m

ケージ開口部の数:

N

o

 = 6

単一流路のぬれ縁の長さ:l

w

 = 181 mm = 0.181 m

単一流路の面積:

= 0.001 37 m

2

差圧比係数:

x

T

 = 0.75

流体

流体の種類:

蒸気

入口絶対圧力:

p

1

   = 10 bar = 1.0×10

6

 Pa

出口絶対圧力:

p

2

   = 7.2 bar = 7.2×10

5

 Pa

入口密度:

1

ρ

  = 5.30 kg/m

3

入口温度:

T

1

  = 177 ℃  = 450 K

比熱比:

γ = 1.22

モル質量:

M  = 19.8 kg/kmol

その他

実際の大気:

p

a

   = 1.013 25 bar = 1.013 25×10

5

 Pa

標準大気圧:

p

s

   = 1.013 25 bar = 1.013 25×10

5

 Pa


20 
B 2005-8-3:2008(IEC 60534-8-3:2000)

次の値は,JIS B 2005-2-1 に基づく計算に用いる値,又は JIS B 2005-2-1 の計算によって求められる値で

ある。

速度水頭の損失係数:      Σζ= 0.86

入口側の速度水頭損失係数:ζ

i

 = 1.2

配管形状係数:            F

p

 = 0.98,F

LP

 /

F

p

 = 0.8

質量流量:

m

&

  = 2.22 kg/s

計算: 

Pa

10

7

.

5

5

2

L

2

1

1

vc

×

=

=

F

p

p

p

p

 (1)

ここに,

p

1

 = 1.0×10

6

 Pa

p

2

 = 7.2×10

5

 Pa

F

LP

 /

F

p

 = 0.80(継手類が付いているため F

LP

 /

F

p

を使用。

(

)

Pa

10

6

.

5

1

2

5

1

/

1

vcc

×

=

÷÷ø

ö

ççè

æ

+

=

γ

γ

γ

p

p

 (2)

ここに,

p

1

 = 1.0×10

6

 Pa

γ

  = 1.22

(

)

Pa

10

2

.

7

5

vcc

1

2

L

1

2C

×

=

=

p

p

F

p

p

 (3)

ここに,

p

1

 = 1.0×10

6

 Pa

p

vcc

 = 5.6×10

5

 Pa

F

LP

 /

F

p

 = 0.80(継手類が付いているため F

LP

 /

F

p

を使用。

78

.

0

2C

vcc

=

=

p

p

α

 (4)

ここに,

vcc

p

= 5.6×10

5

 Pa

2c

p

= 7.2×10

5

 Pa

( )

Pa

10

2

.

4

1

5

1

/

1

2B

×

=

÷÷ø

ö

ççè

æ

=

γ

γ

γ

α

p

p

 (5)

ここに,

p

1

 = 1.0×10

6

 Pa

α

  = 0.78

γ

  = 1.22


21

B 2005-8-3:2008(IEC 60534-8-3:2000)

Pa

10

8

5

22

4

1

2CE

×

=

=

.

p

p

α

 (6)

ここに,

p

1

 = 1.0×10

6

 Pa

α

  = 0.78

 

p

2

  ≧  p

2C

ならば,状態はⅠである。7.2×10

5

≧ 7.2×10

5

であるから,状態はⅠである。

F

d

の計算手順は,次による。

m

030

.

0

4

w

H

=

=

l

A

d

 (7b)

ここに,

A = 0.001 37 m

2

l

w

 = 0.181 m

m

10

.

0

4

o

o

=

=

π

A

N

d

(7c)

ここに,

N

o

  = 6

A = 0.001 37 m

2

30

.

0

o

H

d

=

=

d

d

F

(7a)

ここに,

d

H

 = 0.030 m

d

o

 = 0.102 m

通常,製造業者が F

d

の値を提供する。この例では,0.30 とする。

m

012

.

0

L

d

14

j

=

=

CF

F

N

D

 (8)

ここに,

N

14

 = 4.6×10

3

表 から)

F

d

 = 0.30

C = C

v

 = 90

F

LP

 /

F

p

 = 0.80(継手類が付いているため F

LP

 /

F

p

を使用。

( )

m/s

450

1

1

2

1

1

/

1

1

vc

vc

=

ú

ú

û

ù

ê

ê

ë

é

÷÷ø

ö

ççè

æ

÷÷ø

ö

ççè

æ

=

ρ

γ

γ

γ

γ

p

p

p

U

 (9)

ここに,

γ

  = 1.22

p

vc

 = 5.7×10

5

 Pa

p

1

 = 1.0×10

6

 Pa

1

ρ

= 5.30 kg/m

3


22 
B 2005-8-3:2008(IEC 60534-8-3:2000)

( )

W

10

3

.

2

2

5

2

vc

m

×

=

=

U

m

W

&

 (10)

ここに,

m

&

  = 2.22 kg/s

U

vc

 = 450 m/s

( )

K

410

/

1

1

vc

1

vc

=

÷÷ø

ö

ççè

æ

=

γ

γ

p

p

T

T

 (11)

ここに,

T

1

 = 450 K

p

vc

 = 5.7×10

5

 Pa

p

1

 = 1.0×10

6

 Pa

γ

  = 1.22

m/s

460

vc

vc

=

=

M

RT

c

γ

 (12)

ここに,

γ

  = 1.22

R = 8 314 J/(kmol・K)

T

vc

 = 410 K

M = 19.8 kg/kmol

99

.

0

vc

vc

vc

=

=

c

U

M

 (13)

ここに,

U

vc

 = 450 m/s

c

vc

 = 460 m/s

(

)

5

6

.

3

vc

4

1

10

6

.

9

10

1

×

=

×

=

M

η

 (14)

ここに,

M

vc

 = 0.99

W

5

.

3

2

L

m

w

1

a

=

=

F

W

r

W

η

 (15)

ここに,

1

η

  = 9.6×10

5

r

w

 = 0.25(表 から)

W

m

 = 2.23×10

5

 W

F

LP

 /

F

p

 = 0.80(継手類が付いているため F

LP

 /

F

p

使用。

z

D

U

f

H

700

7

2

.

0

j

vc

p

=

=

 (17)


23

B 2005-8-3:2008(IEC 60534-8-3:2000)

ここに,

U

vc

 = 450 m/s

D

j

 = 0.012 m

3

1

2

1

2

kg/m

8

.

3

=

÷÷ø

ö

ççè

æ

=

p

p

ρ

ρ

 (33)

ここに,

1

ρ

= 5.30 kg/m

3

p

2

 = 7.2×10

5

 Pa

p

1

 = 1.0×10

6

 Pa

m/s

480

2

2

=

=

M

RT

c

γ

 (34)

ここに,

γ

  = 1.22

R = 8 314 J/(kmol・K)

T

2

 = 450 K

M = 19.8 kg/kmol

15

.

0

4

2

2

2

o

=

=

c

D

m

M

ρ

π

&

 (35)

ここに,

m

&

= 2.22 kg/s

D = 0.100 m

2

ρ

= 3.8 kg/m

3

c

2

 = 480 m/s

注記  M

o

は 0.3 を超えていないので,これらの計算は適切である。

(

)

dB

147

10

2

.

3

log

10

2

i

2

2

a

9

10

pi

=

ú

û

ù

ê

ë

é

×

=

D

c

W

L

ρ

 (36)

ここに,

a

W

= 3.5 W

2

ρ

= 3.8 kg/m

3

C

2

 = 480 m/s

D

i

 = 0.203 1 m

Hz

800

7

000

5

i

r

=

=

D

f

π

 (38)

ここに,

D

i

 = 0.203 1 m

Hz

700

2

343

4

2

r

o

=

÷

ø

ö

ç

è

æ

=

c

f

f

 (39)

ここに,

r

 = 7 800 Hz

c

2

 = 480 m/s


24 
B 2005-8-3:2008(IEC 60534-8-3:2000)

( )

(

)

Hz

600

1

000

5

343

3

p

2

=

=

t

f

π

g

 (40)

ここに,

t

p

 = 0.008 m

(

)

dB

51

1

G

415

10

6

.

7

log

10

s

a

y

2

2

x

2

p

p

2

7

10

=

ú

ú

ú

ú

ú

û

ù

ê

ê

ê

ê

ê

ë

é

÷÷ø

ö

ççè

æ

÷÷ø

ö

ççè

æ

+

÷÷ø

ö

ççè

æ

×

=

p

p

c

G

f

t

c

TL

ρ

 (37)

ここに,

c

2

 = 480 m/s

t

p

 = 0.008 m

f

p

 = 7 700 Hz

2

ρ

= 3.8 kg/m

3

G

x

 = (f

p

 /

f

r

 )

 2/3

 = 0.99(表 から)

G

y

 = 1(表 から)

p

a

 = 1.013 25×10

5

 Pa

p

s

 = 1.013 25×10

5

 Pa

037

.

0

4

2

2

2

i

2

=

=

c

D

m

M

ρ

π

&

 (42)

ここに,

m

&

= 2.22 kg/s

D

i

 = 0.203 1 m

2

ρ

= 3.8 kg/m

3

c

2

 = 480 m/s

dB

26

.

0

1

1

log

16

2

10

=

÷÷ø

ö

ççè

æ

=

M

L

g

 (41)

ここに,

M

2

 = 0.037 m

dB(A)

101

5

pi

pAe

=

+

+

+

=

g

L

TL

L

L

 (43)

ここに,

L

pi

 = 147 dB

TL = −51 dB

L

g

 = 0.26 dB

dB(A)

91

2

2

2

log

10

p

i

p

i

10

pAe

pAe,1m

=

ú

û

ù

ê

ë

é

+

+

+

=

t

D

t

D

L

L

 (44)

ここに,

L

pAe

 = 101 dB(A)

D

i

 = 0.203 1 m


25

B 2005-8-3:2008(IEC 60534-8-3:2000)

t

p

 = 0.008 m

結論:91 dB(A)を使用。

例題 2:状態Ⅱの場合

与えられたデータは,次の点を除き例題 1 と同じである。

出口絶対圧力  p

2

 = 6.9 bar = 6.9×10

5

 Pa

質量流量

m

&

  = 2.29 kg/s

計算は,次の点を除き状態Ⅰの場合の例題 1 と同じである。

p

vcc

 = 5.6×10

5

 Pa(例題 1 から)

p

2C

 = 7.2×10

5

 Pa(例題 1 から)

p

2C

 >

p

2

p

vcc

ならば,状態Ⅱである。

5

5

5

10

6

.

5

10

9

.

6

10

2

.

7

×

×

>

×

であるから,状態Ⅱである。

K

410

1

2

1

vcc

=

+

=

γ

T

T

 (18)

ここに,

T

1

 = 450 K

γ

  = 1.22

m/s

456

vcc

vcc

=

=

M

RT

c

γ

 (19)

ここに,

γ

  = 1.22

R = 8 314 J/(kmol・K)

T

vcc

 = 410 K

M = 19.8 kg/kmol

W

10

4

.

2

2

5

2

vcc

ms

×

=

=

c

m

W

&

 (20)

ここに,

m

&

= 2.59 kg/s

c

vcc

 = 460 m/s

( )

0

.

1

1

1

2

/

1

2

1

j

=

ú

ú
û

ù

ê

ê
ë

é

÷÷ø

ö

ççè

æ

=

γ

γ

α

γ

p

p

M

 (21)

ここに,

γ

  = 1.22

p

1

 = 1.0×10

6

 Pa

α

  = 0.78

p

2

 = 6.9×10

5

 Pa

 

(

)

4

6

.

6

j

4

2

10

1

.

1

10

1

2

L

×

=

×

=

F

M

η

 (22)


26 
B 2005-8-3:2008(IEC 60534-8-3:2000)

ここに,

M

j

 = 1.0

F

LP

 /

F

p

 = 0.80(継手類が付いているため F

LP

 /

F

p

を使用。

W

8

.

4

vcc

1

2

1

ms

w

2

a

=

÷÷ø

ö

ççè

æ

=

p

p

p

p

W

r

W

η

 (23)

ここに,

2

η

= 1.1×10

4

r

w

 = 0.25(表 から)

W

ms

 = 2.4×10

5

 W

p

1

 = 1.0×10

6

 Pa

p

2

 = 6.9×10

5

 Pa

p

vcc

 = 5.6×10

5

 Pa

Hz

000

8

D

2

.

0

j

vcc

j

p

=

=

c

M

f

 (24)

ここに,

M

j

 = 1.0

c

vcc

 = 460 m/s

D

j

 = 0.012 m

3

1

2

1

2

kg/m

7

.

3

=

÷÷ø

ö

ççè

æ

=

p

p

ρ

ρ

 (33)

ここに,

1

ρ

= 5.30 kg/m

3

p

2

 = 6.9×10

5

 Pa

p

1

 = 1.0×10

6

 Pa

c

2

 = 480 m/s(例題 から)

17

.

0

4

2

2

2

o

=

=

c

D

m

M

ρ

π

&

 (35)

ここに,

m

&

= 2.29 kg/s

D = 0.100 m

2

ρ

= 3.7 kg/m

3

c

2

 = 480 m/s

注記  M

o

は 0.3 を超えていないので,これらの計算は適切である。

(

)

dB

148

10

2

.

3

log

10

2

i

2

2

a

9

10

pi

=

ú

û

ù

ê

ë

é

×

=

D

c

W

L

ρ

 (36)

ここに,

W

a

 = 4.8 W

2

ρ

= 3.7 kg/m

3

c

2

 = 480 m/s


27

B 2005-8-3:2008(IEC 60534-8-3:2000)

D

i

 = 0.203 1 m

f

r

 = 7 800 Hz(例題 から)

f

o

 = 2 700 Hz(例題 から)

f

g

 = 1 600 Hz(例題 から)

(

)

dB

51

1

415

10

6

.

7

log

10

s

a

y

2

2

x

2

p

p

2

7

10

=

ú

ú

ú

ú

ú

û

ù

ê

ê

ê

ê

ê

ë

é

÷÷ø

ö

ççè

æ

÷

÷
ø

ö

ç

ç
è

æ

+

÷

÷
ø

ö

ç

ç
è

æ

×

=

p

p

G

c

G

f

t

c

TL

ρ

 (37)

ここに,

c

2

 = 480 m/s

t

p

 = 0.008 m

f

p

 = 8 000 Hz

2

ρ

= 3.7 kg/m

3

G

x

 = 1(表 から)

G

y

 = 1(表 から)

p

a

 = 1.013 25×10

5

 Pa

p

s

 = 1.013 25×10

5

 Pa

040

.

0

4

2

2

2

2

=

=

c

D

m

M

ρ

i

π

&

 (42)

ここに,

m

&

= 2.29 kg/s

D

i

 = 0.203 1 m

2

ρ

= 3.7 kg/m

3

c

2

 = 480 m/s

dB

29

.

0

1

1

log

16

2

10

=

÷÷ø

ö

ççè

æ

=

M

L

g

 (41)

ここに,

M

2

 = 0.040

dB(A)

103

5

pi

pAe

=

+

+

+

=

g

L

TL

L

L

 (43)

ここに,

L

pi

 = 148 dB

TL = −51 dB

L

g

 = 0.29 dB

dB(A)

93

2

2

2

10

p

i

p

i

10

pAe

pAe,1m

=

÷

÷
ø

ö

ç

ç
è

æ

+

+

+

+

=

t

D

t

D

log

L

L

 (44)

ここに,

L

pAe

 = 103 dB(A)

D

i

 = 0.203 1 m

t

p

 = 0.008 m


28 
B 2005-8-3:2008(IEC 60534-8-3:2000)

結論:93 dB(A)を用いる。

例題 3:状態Ⅲの場合

与えられたデータは,次の点を除き

例題 と同じである。

出口絶対圧力  p

2

 = 4.8 bar = 4.8×10

5

 Pa

質量流量

m

&

= 2.59 kg/s

計算は,次の点を除き状態Ⅰの場合の

例題 と同じである。

p

vcc

 = 5.6×10

5

 Pa(例題 から)

p

2C

 = 7.2×10

5

 Pa(例題 から)

p

2B

 = 4.2×10

5

 Pa(例題 から)

p

vcc

  >  p

2

p

2B

ならば,状態Ⅲである。

5

5

5

10

2

4

10

8

4

10

6

5

×

×

>

×

.

.

.

であるから,状態Ⅲである。

F

d

    = 0.30(例題 から)

T

vcc

 = 410 K(例題 から)

c

vcc

 = 460 m/s(例題 から)

W

10

7

.

2

2

5

2

vcc

ms

×

=

=

c

m

W

&

 (20)

ここに,

m

&

= 2.59 kg/s

c

vcc

 = 460 m/s

( )

3

.

1

1

1

2

/

1

2

1

j

=

ú

ú

û

ù

ê

ê

ë

é

÷÷ø

ö

ççè

æ

=

γ

γ

α

γ

p

p

M

 (21)

ここに,

γ

  = 1.22

p

1

 = 1.0×10

6

 P

α

  = 0.78

p

2

 = 4.8×10

5

 Pa

(

)

4

6

.

6

j

4

3

10

3

.

3

10

1

2

L

×

=

×

=

F

M

η

 (25)

ここに,

M

j

 = 1.3

F

LP

 /

F

p

= 0.80(継手類が付いているため F

LP

 /

F

p

を使用。

W

22

ms

w

3

a

=

=

W

r

W

η

 (26)

ここに,

3

η

= 3.3×10

4

r

w

 = 0.25(表 から)

W

ms

 = 2.7×10

5

 W


29

B 2005-8-3:2008(IEC 60534-8-3:2000)

Hz

000

10

D

2

.

0

j

vcc

j

p

=

=

c

M

f

 (24)

ここに,

M

j

 = 1.3

c

vcc

 = 460 m/s

D

j

 = 0.012 m

3

1

2

1

2

kg/m

54

.

2

=

÷÷ø

ö

ççè

æ

=

p

p

ρ

ρ

 (33)

ここに,

1

ρ

= 5.30 kg/m

3

p

2

 = 4.8×10

5

 Pa

p

1

 = 1.0×10

6

 Pa

c

2

 = 480 m/s(例題 から)

27

.

0

4

2

2

2

o

=

=

c

D

m

M

ρ

π

&

 (35)

ここに,

m

&

= 2.59 kg/s

D = 0.100 m

2

ρ

= 2.54 kg/m

3

c

2

 = 480 m/s

注記  M

o

は 0.3 を超えていないので,これらの計算は適切である。

(

)

dB

153

10

2

.

3

log

10

2

i

2

2

a

9

10

pi

=

ú

û

ù

ê

ë

é

×

=

D

c

W

L

ρ

 (36)

ここに,

W

a

 = 22 W

2

ρ

= 2.54 kg/m

3

c

2

 = 480 m/s

D

i

 = 0.203 1 m

f

r

 = 7 800 Hz(例題 から)

f

o

 = 2 700 Hz(例題 から)

f

g

 = 1 600 Hz(例題 から)

(

)

dB

52

1

415

10

6

.

7

log

10

s

a

y

2

2

x

2

p

p

2

7

10

=

ú

ú

ú

ú

ú

û

ù

ê

ê

ê

ê

ê

ë

é

÷÷ø

ö

ççè

æ

÷÷ø

ö

ççè

æ

+

÷÷ø

ö

ççè

æ

×

=

p

p

G

c

G

f

t

c

TL

ρ

 (37)

ここに,

c

2

 = 480 m/s

t

p

 = 0.008 m

f

p

 = 10 000 Hz

2

ρ

= 2.54 kg/m

3


30 
B 2005-8-3:2008(IEC 60534-8-3:2000)

G

x

 = 1(表 から)

G

y

 = 1(表 から)

p

a

 = 1.013 25×10

5

 Pa

p

s

 = 1.013 25×10

5

 Pa

065

.

0

4

2

2

2

i

2

=

=

c

D

m

M

ρ

π

&

 (42)

ここに,

m

&

= 2.59 kg/s

D

i

 = 0.203 1 m

2

ρ

= 2.54 kg/m

3

c

2

 = 480 m/s

dB

47

.

0

1

1

log

16

2

10

=

÷÷ø

ö

ççè

æ

=

M

L

g

 (41)

ここに,

M

2

 = 0.065

dB(A)

107

5

pi

pAe

=

+

+

+

=

g

L

TL

L

L

 (43)

ここに,

L

pi

 = 153 dB

TL = −52 dB

L

g

 = 0.47 dB

dB(A)

97

2

2

2

10

p

i

p

i

10

pAe

pAe,1m

=

÷

÷
ø

ö

ç

ç
è

æ

+

+

+

=

t

D

t

D

log

L

L

 (44)

ここに,

L

pAe

 = 107 dB(A)

D

i

 = 0.203 1 m

t

p

 = 0.008 m

結論:97 dB(A)を用いる。

例題 4:状態Ⅳの場合 

与えられたデータは,次の点を除き例題 1 と同じである。

出口絶対圧力

p

2

 = 4.2 bar = 4.2×10

5

 Pa

バルブ出口の直径

= 0.203 1 m

液体圧力回復係数

F

L

 = 0.80

C

v

 = 40

質量流量

m

&

  = 1.18 kg/s

計算は,次の点を除き状態Ⅰの場合の例題 1 と同じである。

p

2B

 = 4.2×10

5

 Pa(例題 1 から)


31

B 2005-8-3:2008(IEC 60534-8-3:2000)

p

2C

 = 7.2×10

5

 Pa

p

vc

 = 1.0×10

5

 Pa

α

 = 0.78

p

2CE

 = 5.8  × 10

4

 Pa(例題 1 から)

p

2B

 >

p

2

p

2CE

ならば,状態Ⅳである。4.2×10

5

 > 4.2×10

5

≧5.8×10

4

であるから,状態Ⅳである。

D

j

    = 7.8  × 10

-3

 m

T

vcc

 = 410 K(例題 2 から)

c

vcc

 = 460 m/s(例題 2 から)

W

10

2

.

1

2

5

2

vcc

ms

×

=

=

c

m

W

&

 (20)

ここに,

m

&

= 1.18 kg/s

c

vcc

 = 460 m/s

( )

4

.

1

1

1

2

/

1

2

1

j

=

ú

ú

û

ù

ê

ê

ë

é

÷÷ø

ö

ççè

æ

=

γ

γ

α

γ

p

p

M

 (21)

ここに,

γ

  = 1.22

p

1

 = 1.0×10

6

 Pa

α

  = 0.78

p

2

 = 4.2×10

5

 Pa

(

)

( )

4

6

.

6

2

j

4

4

10

4

.

4

2

2

10

1

2

L

×

=

÷

÷
ø

ö

ç

ç
è

æ

×

=

F

M

η

 (27)

ここに,

M

j

 = 1.4

F

L

 = 0.80

W

14

ms

w

4

a

=

=

W

r

W

η

 (28)

ここに,

4

η

= 4.4×10

4

r

w

 = 0.25(表 から)

W

ms

 = 1.2×10

5

 W

Hz

000

16

1

1.25

35

.

0

2

j

j

vcc

p

=

=

M

D

c

f

 (29)

ここに,

M

j

 = 1.4

c

vcc

 = 460 m/s


32 
B 2005-8-3:2008(IEC 60534-8-3:2000)

D

j

 = 7.8×10

3

 m

3

1

2

1

2

kg/m

2

.

2

=

÷÷ø

ö

ççè

æ

=

p

p

ρ

ρ

 (33)

ここに,

1

ρ

= 5.30 kg/m

3

p

2

 = 4.2×10

5

 Pa

p

1

 = 1.0×10

6

 Pa

c

2

 = 480 m/s(例題 から)

14

.

0

4

2

2

2

o

=

=

c

D

m

M

ρ

π

&

 (35)

ここに,

m

&

= 1.18 kg/s

D = 0.100 m

2

ρ

= 2.2 kg/m

3

c

2

 = 480 m/s

注記  M

o

は 0.3 を超えていないので,これらの計算は適切である。

(

)

dB

151

10

2

.

3

log

10

2

i

2

2

a

9

10

pi

=

ú

û

ù

ê

ë

é

×

=

D

c

W

L

ρ

 (36)

ここに,

W

a

 = 14 W

2

ρ

= 2.2 kg/m

3

c

2

 = 480 m/s

D

i

 = 0.203 1 m

f

r

 = 7 800 Hz(例題 から)

f

o

 = 2 700 Hz(例題 から)

f

g

 = 1 600 Hz(例題 から)

(

)

dB

55

1

415

10

6

.

7

log

10

s

a

y

2

2

x

2

p

p

2

7

10

=

ú

ú

ú

ú

ú

û

ù

ê

ê

ê

ê

ê

ë

é

÷÷ø

ö

ççè

æ

÷÷ø

ö

ççè

æ

+

÷÷ø

ö

ççè

æ

×

=

p

p

G

c

G

f

t

c

TL

ρ

 (37)

ここに,

c

2

 = 480 m/s

t

p

 = 0.008 m

f

p

 = 16 000 Hz

2

ρ

= 2.2 kg/m

3

G

x

 = 1(表 から)

G

y

 = 1(表 から)

p

a

 = 1.013 25×10

5

 Pa

p

s

 = 1.013 25×10

5

 Pa


33

B 2005-8-3:2008(IEC 60534-8-3:2000)

034

.

0

4

2

2

2

i

2

=

=

c

D

m

M

ρ

π

&

 (42)

ここに,

m

&

= 1.18 kg/s

D

i

 = 0.203 1 m

2

ρ

= 2.2 kg/m

3

c

2

 = 480 m/s

dB

24

.

0

1

1

log

16

2

10

=

÷÷ø

ö

ççè

æ

=

M

L

g

 (41)

ここに,

M

2

 = 0.034

dB(A)

100

5

pi

pAe

=

+

+

+

=

g

L

TL

L

L

 (43)

ここに,

L

pi

 = 151 dB

TL = −55 dB

L

g

 = 0.24 dB

dB(A)

90

2

2

2

10

p

i

p

i

10

pAe

pAe,1m

=

÷

÷
ø

ö

ç

ç
è

æ

+

+

+

=

t

D

t

D

log

L

L

 (44)

ここに,

L

pAe

 = 100 dB(A)

D

i

 = 0.203 1 m

t

p

 = 0.008 m

結論:90 dB(A)を用いる。

例題 5:状態Ⅴの場合 

与えられたデータは,次の点を除き例題 1 と同じである。

出口絶対圧力

p

2

 = 0.50 bar = 5.0×10

4

 Pa

質量流量

m

&

= 1.19 kg/s

バルブ出口の直径

= 0.203 1 m

液体圧力回復係数

F

L

= 0.80

C

v

 = 40

計算は,次の点を除き状態Ⅰの場合の例題 1 と同じである。

p

2CE

 = 5.8×10

4

 Pa(例題 1 から)

2

CE

2

p

p

>

ならば,状態Ⅴである。

4

4

10

0

.

5

10

80

.

5

×

>

×

であるから,状態Ⅴである。

D

j

    = 7.8×10

3

 m(例題 4 から)

T

vcc

 = 410 K(例題 2 から)

c

vcc

 = 460 m/s(例題 2 から)。


34 
B 2005-8-3:2008(IEC 60534-8-3:2000)

W

10

2

.

1

2

5

2

vcc

ms

×

=

=

c

m

W

&

 (20)

ここに,

m

&

= 1.19 kg/s

c

vcc

 = 460 m/s

( )

( )

[

]

6

.

2

1

22

1

2

/

1

j5

=

=

γ

γ

γ

M

 (30)

ここに,

γ

  = 1.22

( )

3

6

.

6

2

j5

4

5

10

5

.

1

2

2

10

1

2

L

×

=

÷

÷
ø

ö

ç

ç
è

æ

÷

÷
ø

ö

ç

ç
è

æ

×

=

F

M

η

 (31)

ここに,

M

j5

 = 2.6

F

L

 = 0.80

W

46

ms

w

5

a

=

=

W

r

W

η

 (32)

ここに,

5

η

= 1.5×10

3

r

w

 = 0.25(表 から)

W

ms

= 1.2×10

5

 W

Hz

800

6

1

1.25

35

.

0

2

j

j

vcc

p

=

=

M

D

c

f

 (29)

ここに,

M

j

 =

M

j5

 = 2.6

c

vcc

 = 460 m/s

D

j

 = 7.8×10

3

 m

3

1

2

1

2

kg/m

27

.

0

=

÷÷ø

ö

ççè

æ

=

p

p

ρ

ρ

 (33)

ここに,

1

ρ

= 5.30 kg/m

3

p

2

 = 5.0×10

4

 Pa

p

1

 = 1.0×10

6

 Pa

c

2

 = 480 m/s(例題 から)

30

.

0

4

2

2

2

o

=

=

c

D

m

M

ρ

π

&

 (35)


35

B 2005-8-3:2008(IEC 60534-8-3:2000)

ここに,

m

&

= 1.19 kg/s

D = 0.200 m

2

ρ

= 0.27 kg/m

3

c

2

 = 480 m/s

注記  M

o

は 0.3 を超えていないので,これらの計算は適切である。

(

)

dB

147

10

2

.

3

log

10

2

i

2

2

a

9

10

pi

=

ú

û

ù

ê

ë

é

×

=

D

c

W

L

ρ

 (36)

ここに,

W

a

 = 46 W

2

ρ

= 0.27 kg/m

3

c

2

 = 480 m/s

D

i

 = 0.203 1 m

f

r

 = 7 800 Hz(例題 から)

f

o

 = 2 700 Hz(例題 から)

f

g

 = 1 600 Hz(例題 から)

(

)

dB

44

1

415

10

6

.

7

log

10

s

a

y

2

2

x

2

p

p

2

7

10

=

ú

ú

ú

ú

ú

û

ù

ê

ê

ê

ê

ê

ë

é

÷÷ø

ö

ççè

æ

÷÷ø

ö

ççè

æ

+

÷÷ø

ö

ççè

æ

×

=

p

p

G

c

G

f

t

c

TL

ρ

 (37)

ここに,

c

2

 = 480 m/s

t

p

 = 0.008 m

f

p

 = 6 800 Hz

2

ρ

= 0.27 kg/m

3

G

x

 = (f

p

 /

f

r

 )

 2/3

 = 0.91(表 から)

G

y

 = 1(表 から)

p

a

 = 1.013 25×10

5

 Pa

p

s

 = 1.013 25×10

5

 Pa

29

.

0

4

2

2

2

i

2

=

=

c

D

m

M

ρ

π

&

 (42)

ここに,

m

&

= 1.19 kg/s

D

i

 = 0.203 1 m

2

ρ

= 0.27 kg/m

3

c

2

 = 480 m/s

dB

4

.

2

1

1

log

16

2

10

=

÷÷ø

ö

ççè

æ

=

M

L

g

 (41)

ここに,

M

2

 = 0.29

dB(A)

110

5

pi

pAe

=

+

+

+

=

g

L

TL

L

L

 (43)


36 
B 2005-8-3:2008(IEC 60534-8-3:2000)

ここに,

L

pi

 = 147 dB

TL = −44 dB

L

g

 = 2.4 dB

dB(A)

100

2

2

2

10

p

i

p

i

10

pAe

pAe,1m

=

÷

÷
ø

ö

ç

ç
è

æ

+

+

+

=

t

D

t

D

log

L

L

 (44)

ここに,

L

pAe

 = 110 dB(A)

D

i

 = 0.203 1 m

t

p

 = 0.008 m

結論:100 dB(A)を用いる。

例題 6:エキスパンダに接続され,かつ,より高いマッハ数のバルブの場合(状態Ⅴ)

与えられたデータは,次の点を除き例題 1 と同じである。

出口絶対圧力

p

2

 = 0.50 bar = 5.0×10

4

 Pa

質量流量

m

&

  = 0.89 kg/s

C = C

v

 = 30

D

i

 = 0.150 m

D

j

 = 6.8×10

3

 m

計算は,次の点を除き状態Ⅰの場合の例題 1 と同じである。

p

2CE

 = 5.8×10

4

 Pa(例題 4 から)

p

2CE

 >

 p

2

ならば,状態Ⅴである。

4

4

10

0

.

5

10

80

.

5

×

>

×

であるから,状態Ⅴである。

T

vcc

 = 410 K(例題 2 から)

c

vcc

 = 460 m/s(例題 2 から)

W

10

2

.

9

2

4

2

vcc

ms

×

=

=

c

m

W

&

 (20)

ここに,

m

&

= 0.89 kg/s

c

vcc

 = 460 m/s

( )

( )

[

]

6

.

2

1

22

1

2

/

1

j5

=

=

γ

γ

γ

M

 (30)

ここに,

γ

  = 1.22

( )

3

6

.

6

2

j5

4

5

10

5

.

1

2

2

10

1

2

L

×

=

÷

÷
ø

ö

ç

ç
è

æ

÷

÷
ø

ö

ç

ç
è

æ

×

=

F

M

η

 (31)


37

B 2005-8-3:2008(IEC 60534-8-3:2000)

ここに,

M

j5

 = 2.6

F

L

 = 0.804

W

34

ms

w

5

a

=

=

W

r

W

η

 (32)

ここに,

5

η

= 1.5×10

3

r

w

 = 0.25(表 から)

W

ms

 = 9.2×10

4

 W

Hz

800

7

1

1.25

35

.

0

2

j

j

vcc

p

=

=

M

D

c

f

 (29)

ここに,

M

j

 =

M

j5

 = 2.6

c

vcc

 = 460 m/s

D

j

 = 6.8×10

3

 m

3

1

2

1

2

kg/m

27

.

0

=

÷÷ø

ö

ççè

æ

=

p

p

ρ

ρ

 (33)

ここに,

1

ρ

= 5.30 kg/m

3

p

1

 = 1.0×10

6

 Pa

p

2

 = 5.0×10

4

 Pa

89

.

0

4

2

2

2

o

=

=

c

D

m

M

ρ

π

&

 (35)

ここに,

m

&

= 0.89 kg/s

D = 0.100 m

2

ρ

= 0.27 kg/m

3

c

2

 = 480 m/s

注記  M

o

は 0.30 を超えるので,L

pAe,1m

を決めるための計算をする。これは箇条 の計算による。

(

)

dB

148

10

2

.

3

log

10

2

i

2

2

a

9

10

pi

=

ú

û

ù

ê

ë

é

×

=

D

c

W

L

ρ

 (36)

ここに,

W

a

 = 34 W

2

ρ

= 0.27 kg/m

3

c

2

 = 480 m/s

D

i

 = 0.150 m

f

r

 = 10 600 Hz

f

o

 = 3 700 Hz

f

g

 = 1 600 Hz(例題 から)

G

x

 = (f

p

 /

f

r

 )

 2/3

 = 0.82(表 から)


38 
B 2005-8-3:2008(IEC 60534-8-3:2000)

G

y

 = 1(表 から) 

(

)

dB

46

1

415

10

6

.

7

log

10

s

a

y

2

2

x

2

p

p

2

7

10

=

ú

ú

ú

ú

û

ù

ê

ê

ê

ê

ë

é

÷÷ø

ö

ççè

æ

÷÷ø

ö

ççè

æ

+

÷÷ø

ö

ççè

æ

×

=

p

p

G

c

G

f

t

c

TL

ρ

 (37)

ここに,

c

2

 = 480 m/s

t

p

 = 0.008 m

f

p

 = 7 800 Hz

2

ρ

= 0.27 kg/m

3

G

x

 = 0.82

G

y

 = 1

p

a

 = 1.013 25×10

5

 Pa

p

s

 = 1.013 25×10

5

 Pa

40

.

0

4

2

2

2

i

2

=

=

c

D

m

M

ρ

π

&

 (42)

ここに,

m

&

= 0.89 kg/s

D

i

 = 0.150 m

2

ρ

= 0.27 kg/m

3

c

2

 = 480 m/s

5

.

3

1

1

log

16

2

10

=

÷

ø

ö

ç

è

æ

=

M

L

g

 (41)

ここに,

M

2

 = 0.40

dB(A)

111

5

pi

pAe

=

+

+

+

=

g

L

TL

L

L

 (43)

ここに,

L

pi

 = 148 dB(A)

TL = −46 dB

L

g

 = 3.5 dB

dB(A)

100

2

2

2

10

p

i

p

i

10

pAe

pAe,1m

=

÷

÷
ø

ö

ç

ç
è

æ

+

+

+

=

t

D

t

D

log

L

L

 (44)

ここに,

L

pAe

 = 111 dB(A)

D

i

 = 0.150 m

t

p

 = 0.008 m

m/s

190

4

2

i

2

p

=

=

D

m

U

ρ

π

&

 (53)


39

B 2005-8-3:2008(IEC 60534-8-3:2000)

ここに,

m

&

= 0.89 kg/s

2

ρ

= 0.27 kg/m

3

D

i

 = 0.150 m

 

m/s

460

2

i

2

i

p

R

=

=

d

D

U

U

β

 (54)

ここに,

U

p

 = 190 m/s

D

i

 = 0.150 m

β  =

0.93(仮定する)

d

i

 = 0.100 m

96

.

0

2

R

R

=

=

c

U

M

 (58)

ここに,

U

R

= 460 m/s

c

2

 = 480 m/s

W

10

8

.

4

2

.

0

1

2

4

2

2

i

2

i

2

R

mR

×

=

ú

ú
û

ù

ê

ê
ë

é

+

÷÷ø

ö

ççè

æ

=

D

d

U

m

W

&

 (55)

ここに,

m

&

= 0.89 kg/s

U

R

 = 460 m/s

d

i

 = 0.100 m

D

i

 = 0.150 m

Hz

920

2

.

0

i

R

pR

=

=

d

U

f

 (56)

ここに,

U

R

 = 460 m/s

d

i

 = 0.100 m

(

)

4

3

R

3

R

10

8

.

8

10

1

×

=

×

=

M

η

 (57)

ここに,

M

R

 = 0.96

W

42

mR

R

aR

=

W

W

η

 (59)

ここに,

R

η

= 8.8×10

4

W

mR

 = 4.8×10

4

(

)

B

d

149

10

2

.

3

log

10

2

i

2

2

aR

9

10

piR

=

ú

û

ù

ê

ë

é

×

=

D

c

W

L

ρ

 (60)


40 
B 2005-8-3:2008(IEC 60534-8-3:2000)

ここに,

W

aR

 = 42 W

2

ρ

= 0.27 kg/m

3

c

2

 = 480 m/s

D

i

 = 0.150 m

dB

53

1

415

10

6

7

10

s

a

y

2

2

x

2

pR

p

2

7

10

R

=

ú

ú

ú

ú

û

ù

ê

ê

ê

ê

ë

é

÷÷ø

ö

ççè

æ

+

÷

÷
ø

ö

ç

ç
è

æ

÷ø

ö

çè

æ

×

=

p

p

G

c

G

f

t

c

.

log

TL

ρ

 (61)

ここに,

c

2

 = 480 m/s

t

p

 = 0.008 m

f

pR

 = 920 Hz

G

x

 = (f

o

 /

f

r

 )

 2/3

 (

f

pR

 /

f

o

 )

 4

 = 1.9×10

3

表 から)

G

y

 = 1(表 から)

2

ρ

= 0.27 kg/m

3

p

a

 = 1.013 25×10

5

 Pa

p

s

 = 1.013 25×10

5

 Pa

dB(A)

93

2

2

2

log

10

5

p

i

p

i

10

R

piR

peR

=

÷

÷
ø

ö

ç

ç
è

æ

+

+

+

+

+

+

=

t

D

t

D

L

TL

L

L

g

 (62)

ここに,

L

piR

 = 149 dB

TL

R

 = −53 dB

L

g

 = 3.5 dB

D

i

 = 0.150 m

t

p

 = 0.008 m

(

)

dB(A)

101

10

10

log

10

10

/

10

/

10

pS

peR

pAe,1m

=

+

=

L

L

L

 (63)

ここに,

L

pAe,1m

= 100 dB(A)

L

peR

 = 93 dB(A)

結論:101 dB(A)を用いる。

例題 7:多段多流路トリム弁 

与えられたデータ: 

バルブ

バルブの種類:DN 200 の多段多流路トリムグローブ弁

バルブ出口の直径:

      D = 0.200 m


41

B 2005-8-3:2008(IEC 60534-8-3:2000)

入口呼び径:

     DN 200

出口呼び径:

     DN 200

配管の内径:

      D

i

 = 0.200 m

管壁の厚さ:

      t

p

 = 0.008 m

独立した全く同じ流路数:    N

o

 = 432

最終の段の全流路面積:        A

n

 = 6.44×10

3

 m

2

水力学的直径:

      d

H

 = 0.002 5 m

容量係数 の計算値:

      C

v

 = 81.5

最終の段の液体圧力回復係数:F

Ln

 = 0.98

流体

流体の種類:

気体

質量流量:

m

&

 = 23.1 kg/s

比熱比:

γ

  = 1.31

入口絶対圧力:

p

1

   = 70 bar = 7×10

6

 Pa

出口絶対圧力:

p

2

   = 14 bar = 1.4×10

6

 Pa

入口温度:

T

1

   = 290 K

入口密度:

1

ρ

 = 55.3 kg/m

3

モル質量:

M  = 19.0 kg/kmol

その他

実際の大気:

p

a

   = 1.013 25 bar = 1.013 25×10

5

 Pa

標準大気圧:

p

s

   = 1.013 25 bar = 1.013 25×10

5

 Pa

計算: 

このバルブに用いられる手順は,次の点を除き例題 1 の手順と同じである。

の代わりに C

n

を用いる。

310

n

16

n

=

=

A

N

C

 (46)

ここに,

N

16

 = 4.89×10

4

表 から)

A

n

 = 6.44×10

3

 m

2

p

1

の代わりに最後の段のよどみ点圧力 p

n

を用いる。

p

1

 /

p

2

2 ならば,まず p

n

 /

p

2

 < 2 と仮定する。

ここで,p

1

 /

p

2

 = 5 であるから p

n

 /

p

2

 < 2 と仮定する。

p

1

 /

p

2

2 かつ p

n

 /

p

2

 < 2 ならば,式 (47a) を用いる。

Pa

10

1

.

2

155

.

1

6

2

2

2

n

1

n

×

=

+

÷÷ø

ö

ççè

æ

=

p

C

C

p

p

(47a)


42 
B 2005-8-3:2008(IEC 60534-8-3:2000)

ここに,

p

1

 = 7.0×10

6

 Pa

C = C

v

= 81.5

C

n

 = 310

 

p

2

 = 1.4×10

6

 Pa

 

p

n

は 2p

2

より小さいので,式 (47a) を用いることは適切である。

Pa

10

14

.

1

6

vcc

×

=

p

 (2)

Pa

10

2

.

1

6

2C

×

=

p

 (3)

97

.

0

=

α

 (4)

Pa

10

9

.

6

5

2B

×

=

p

 (5)

Pa

10

9

.

9

4

2CE

×

=

p

 (6)

2C

2

p

p

ならば,状態Ⅰである。

6

6

10

2

1

10

4

1

×

×

.

.

であるから,状態はⅠである。

m

5

002

.

0

H

=

d

 (7b)

2

5

o

n

m

10

5

.

1

×

=

=

N

A

A

ここに,

A

 n

 = 6.44×10

3

 m

2

N

o

 = 432

m

091

.

0

4

o

o

=

=

π

A

N

d

(7c)

028

.

0

d

=

F

(7a)

m

2

002

.

0

L

n

d

14

j

=

=

F

C

F

N

D

 (49)

ここに,

N

 14

 = 4.6×10

3

表 から)

F

d

 = 0.028

C

n

 = 310

F

Ln

 = 0.98

圧力 p

2

を p

vc

の代わりに用いる。

密度ρ

n

をρ

1

の代わりに用いる。

3

1

n

1

n

kg/m

17

=

÷÷ø

ö

ççè

æ

=

p

p

ρ

ρ

 (48)

ここに,

1

ρ

= 55.3 kg/ m

3

p

n

 = 2.1×10

6

 Pa

p

1

 = 7.0×10

6

 Pa

m/s

310

VC

=

U

 (9)

W

10

1

.

1

6

m

×

=

W

 (10)


43

B 2005-8-3:2008(IEC 60534-8-3:2000)

K

260

VC

=

T

 (11)

m/s

390

VC

=

c

 (12)

81

.

0

jn

=

M

 (51)

5

1

10

6

.

4

×

=

η

 (14)

W

13

a

=

W

 (15)

Hz

000

28

p

=

f

 (52)

3

1

2

1

2

kg/m

11

=

÷÷ø

ö

ççè

æ

=

p

p

ρ

ρ

 (33)

ここに,

1

ρ

= 55.3 kg/ m

3

p

2

 = 1.4×10

6

 Pa

p

1

 = 7.0×10

6

 Pa

m/s

410

2

=

c

 (34)

16

.

0

4

2

2

2

o

=

=

c

D

m

M

ρ

π

&

 (35)

ここに,

m

&

= 23.1 kg/s

D = 0.200 m

2

ρ

= 11 kg/m

3

c

2

 = 410 m/s

注記  M

o

は 0.2 より小さいので,これらの計算は適切である。

dB

157

pi

=

L

 (36)

dB

67

=

TL

 (37)

Hz

000

8

r

=

f

 (38)

Hz

400

2

o

=

f

 (39)

Hz

600

1

=

g

f

 (40)

16

.

0

4

2

2

2

i

2

=

=

c

D

m

M

ρ

π

&

 (42)

ここに,

m

&

= 23.1 kg/s

D

i

 = 0.200 m

2

ρ

= 11 kg/m

3

c

2

 = 410 m/s

dB

2

.

1

1

1

log

16

2

10

=

÷÷ø

ö

ççè

æ

=

M

L

g

 (41)

ここに,

M

2

 = 0.16

dB(A)

101

pAe

=

L

 (50)


44 
B 2005-8-3:2008(IEC 60534-8-3:2000)

dB(A)

91

pAe,1m

=

L

 (44)

結論:91 dB(A)を用いる。


45

B 2005-8-3:2008(IEC 60534-8-3:2000)

附属書 B

(参考) 
参考文献

[1]

BAUMANN, H. D., Determination of Peak Internal Sound Frequency Generated by Throttling Valves for the

Calculation of Pipe Transmission Losses,

Noise Control Engineering Journal, Vol. 36, No. 2, March-April

1991, p. 75-82

[2]

BAUMANN, H. D., Predicting Control Valve Noise at High Exit Velocities,

INTECH, February 1997, p.

56-59

[3]

REETHOF, G. and WARD W. C., A Theoretically Based Valve Noise Prediction Method for Compressible

Fluids,

Journal of Vibrations, Acoustics, Stress, and Reliability in Design, ASME, Vol.108,July 1986, p.329