気体の断熱的な流れ過程気体の断熱的な流れ過程は１９章で検討しました。
（19.2）式と（19.6）式は過熱蒸気にもそのまま適用できます。
円錐ノズルで消費される気体の質量G図19-3に円錐ノズルの流れのモデル図を示します。 最初の状態をp1,v1で流速c=0とします。 ノズルの先端の断面積をfとします。先端の状態をp2,v2で流速をcとします。 消費される気体の重量は
（19.9）式は過熱蒸気にもそのまま適用できます。
過熱蒸気の断熱的な変化の計算図19-3の円錐ノズルにおいて先端の直径がφ10mmとし、初期圧力p1=40000kp/m2、初期温度300℃とした場合
（19.6）式と（19.9）式を使って、過熱蒸気の断熱的な流れ過程の計算を行うには、エントロピ一定での各圧力におけ るエンタルピと比容積の値を計算する必要があります。
この計算はワークブック「加熱蒸気表.xls」と「ゴールシーク」の機能を使って計算できますが、多くの単純作業の繰り 返し操作が必要となります。（たぶん面倒な作業でうんざりするでしょう！！）
このような場合、EXCELのVBAプログラムを利用すると効率的に計算できます。
加熱蒸気の断熱過程計算のワークブック「加熱蒸気断熱.xls 」のダウンロード下記のワークブック「加熱蒸気断熱.xls」をダウンロードしてください。
ダウンロード後はダブルクリックで解凍してから使用してください。
ワークブック「加熱蒸気断熱.xls 」をダウンロードする。ワークブック「加熱蒸気断熱.xls 」説明- シート「操作」は計算条件の設定と計算結果の表示を行います。
- シート「加熱蒸気ｓ」はエントロピs数表です。
- シート「加熱蒸気i」はエンタリピi数表です。
- シート「加熱蒸気v」は比容積ｖ数表です。
過熱蒸気の断熱変化計算結果ワークブック「加熱蒸気断熱.xls 」から下記の表を作成します。
表34-1 過熱蒸気の断熱変化計算結果
| 温度 | 圧力 | エントロピ | 比容積 | エンタルピ |
| ℃ | ata(kp/cm2） | kcal/kg・deg | m3/kg | kcal/kg |
| 300 | 4.0 | 1.8079 | 0.6676 | 732.1 |
| 296.3 | 3.9 | 1.8079 | 0.6854 | 730.4 |
| 292.6 | 3.8 | 1.8079 | 0.7030 | 728.7 |
| 288.9 | 3.7 | 1.8079 | 0.7203 | 727.0 |
| 285.2 | 3.6 | 1.8079 | 0.7373 | 725.2 |
| 281.5 | 3.5 | 1.8079 | 0.7540 | 723.5 |
| 277.9 | 3.4 | 1.8079 | 0.7705 | 721.8 |
| 274.3 | 3.3 | 1.8079 | 0.7867 | 720.0 |
| 270.7 | 3.2 | 1.8079 | 0.8027 | 718.3 |
| 267.1 | 3.1 | 1.8079 | 0.8183 | 716.6 |
| 263.5 | 3.0 | 1.8079 | 0.8337 | 714.9 |
| 258.8 | 2.9 | 1.8079 | 0.8596 | 712.8 |
| 254.3 | 2.8 | 1.8079 | 0.8851 | 710.7 |
| 249.8 | 2.7 | 1.8079 | 0.9100 | 708.6 |
| 245.3 | 2.6 | 1.8079 | 0.9344 | 706.5 |
| 240.8 | 2.5 | 1.8079 | 0.9582 | 704.4 |
| 235.4 | 2.4 | 1.8079 | 0.9955 | 701.9 |
| 230.1 | 2.3 | 1.8079 | 1.0319 | 699.5 |
| 224.9 | 2.2 | 1.8079 | 1.0673 | 697.1 |
| 219.6 | 2.1 | 1.8079 | 1.1019 | 694.7 |
| 214.5 | 2.0 | 1.8079 | 1.1358 | 692.4 |
| 208.4 | 1.9 | 1.8079 | 1.1843 | 689.6 |
| 202.3 | 1.8 | 1.8079 | 1.2312 | 686.8 |
| 195.8 | 1.7 | 1.8079 | 1.2900 | 683.8 |
| 189.3 | 1.6 | 1.8079 | 1.3469 | 680.8 |
| 181.9 | 1.5 | 1.8079 | 1.4200 | 677.4 |
| 174.6 | 1.4 | 1.8079 | 1.4904 | 674.2 |
| 166.4 | 1.3 | 1.8079 | 1.5855 | 670.4 |
| 158.4 | 1.2 | 1.8079 | 1.6764 | 666.7 |
| 149.5 | 1.1 | 1.8079 | 1.8064 | 662.7 |
| 141.3 | 1.0 | 1.8079 | 1.9325 | 659.0 |
過熱蒸気の断熱的な流れにおける流速ｃ、消費量G、断面径ｄの計算結果表34-1 過熱蒸気の断熱変化計算結果と（19.6）式から流速ｃが計算できます。さらに（19.9）式から消費量Gを計算します。
また連続条件から、消費量Gが一定となる断面径ｄを求めます。計算結果を表34-2に示します。
表34-2 過熱蒸気の断熱的な流れにおける流速ｃ、消費量G、断面径ｄの計算結果
| 温度 | 圧力 | エントロピ | 比容積 | エンタルピ | 流速ｃ | 消費量G | 断面径d |
| ℃ | ata(kp/cm2） | kcal/kg・deg | m3/kg | kcal/kg | m/s | kg/s | m |
| 300 | 4.0 | 1.8079 | 0.6676 | 732.1 | 0.0 | 0.0000 | ー |
| 296.3 | 3.9 | 1.8079 | 0.6854 | 730.4 | 119.8 | 0.0137 | 0.0170 |
| 292.6 | 3.8 | 1.8079 | 0.7030 | 728.7 | 169.5 | 0.0189 | 0.0145 |
| 288.9 | 3.7 | 1.8079 | 0.7203 | 727.0 | 207.8 | 0.0227 | 0.0133 |
| 285.2 | 3.6 | 1.8079 | 0.7373 | 725.2 | 240.0 | 0.0256 | 0.0125 |
| 281.5 | 3.5 | 1.8079 | 0.7540 | 723.5 | 268.5 | 0.0280 | 0.0119 |
| 277.9 | 3.4 | 1.8079 | 0.7705 | 721.8 | 294.3 | 0.0300 | 0.0115 |
| 274.3 | 3.3 | 1.8079 | 0.7867 | 720.0 | 317.9 | 0.0317 | 0.0112 |
| 270.7 | 3.2 | 1.8079 | 0.8027 | 718.3 | 339.8 | 0.0333 | 0.0110 |
| 267.1 | 3.1 | 1.8079 | 0.8183 | 716.6 | 360.3 | 0.0346 | 0.0107 |
| 263.5 | 3.0 | 1.8079 | 0.8337 | 714.9 | 379.6 | 0.0358 | 0.0106 |
| 258.8 | 2.9 | 1.8079 | 0.8596 | 712.8 | 402.7 | 0.0368 | 0.0104 |
| 254.3 | 2.8 | 1.8079 | 0.8851 | 710.7 | 423.8 | 0.0376 | 0.0103 |
| 249.8 | 2.7 | 1.8079 | 0.9100 | 708.6 | 443.9 | 0.0383 | 0.0102 |
| 245.3 | 2.6 | 1.8079 | 0.9344 | 706.5 | 463.3 | 0.0390 | 0.0101 |
| 240.8 | 2.5 | 1.8079 | 0.9582 | 704.4 | 482.0 | 0.0395 | 0.0100 |
| 235.4 | 2.4 | 1.8079 | 0.9955 | 701.9 | 502.9 | 0.0397 | 0.0100 |
| 230.1 | 2.3 | 1.8079 | 1.0319 | 699.5 | 522.7 | 0.0398 | 0.0100 |
| 224.9 | 2.2 | 1.8079 | 1.0673 | 697.1 | 541.6 | 0.0399 | 0.0100 |
| 219.6 | 2.1 | 1.8079 | 1.1019 | 694.7 | 559.8 | 0.0399 | 0.0100 |
| 214.5 | 2.0 | 1.8079 | 1.1358 | 692.4 | 577.0 | 0.0399 | 0.0100 |
| 208.4 | 1.9 | 1.8079 | 1.1843 | 689.6 | 596.9 | 0.0396 | 0.0100 |
| 202.3 | 1.8 | 1.8079 | 1.2312 | 686.8 | 615.9 | 0.0393 | 0.0101 |
| 195.8 | 1.7 | 1.8079 | 1.2900 | 683.8 | 636.2 | 0.0387 | 0.0101 |
| 189.3 | 1.6 | 1.8079 | 1.3469 | 680.8 | 655.4 | 0.0382 | 0.0102 |
| 181.9 | 1.5 | 1.8079 | 1.4200 | 677.4 | 676.8 | 0.0374 | 0.0103 |
| 174.6 | 1.4 | 1.8079 | 1.4904 | 674.2 | 696.8 | 0.0367 | 0.0104 |
| 166.4 | 1.3 | 1.8079 | 1.5855 | 670.4 | 719.0 | 0.0356 | 0.0106 |
| 158.4 | 1.2 | 1.8079 | 1.6764 | 666.7 | 740.0 | 0.0347 | 0.0107 |
| 149.5 | 1.1 | 1.8079 | 1.8064 | 662.7 | 762.5 | 0.0332 | 0.0110 |
| 141.3 | 1.0 | 1.8079 | 1.9325 | 659.0 | 782.4 | 0.0318 | 0.0112 |
表34-2から、消費量の最大値は0.0399kg/sであり、このときの圧力は約pcr=2.1ata(kp/cm2)、流速は約ccr＝560m/sとなることがわかります。
また連続条件から、ノズルの断面径は圧力は約pcr=2.1ataの点で最小となり、末広がりの形状となることがわかります。
理想気体の断熱的な流れにおける臨界圧力ｐｃｒと臨界流速ｃｃｒの計算理想気体の臨界圧力ｐｃｒを与える式は
であり、ｋ＝1.4、p1=4ataとすると
となり、表34-2の計算結果とほぼ一致します。また理想気体の臨界流速を与える式は
であり、k=1.4、p1=4ata、v1=0.6676m3/kgとすると
となり、表34-2の計算結果ccr=560m/sと近似的一致します。この結果から、過熱蒸気の断熱的な流れは理想気体の計算式が近似的に適 用可能なことがわかります。
３５章：湿り蒸気の断熱的な流れ過程に行く。