高圧ガス製造保安責任者 乙種機械 保安管理技術 練習問題 第20問: 圧縮機の吐出し温度について、正しいものはどれか。

「吸込み温度と圧力比が同じなら、比熱比の大きいガスほど断熱圧縮後の吐出し温度は高い」という記述が正しいです。断熱圧縮の吐出し温度は、絶対温度で T2 = T1 × (P2/P1)^((κ−1)/κ) と表され、指数 (κ−1)/κ は比熱比κが大きいほど大きくなります。

式に入るのは吸込みの絶対温度と圧力比だけなので、圧力比が同じなら、吸込み圧力の高低で吐出し温度は変わりません。また T2 は T1 に (P2/P1)^((κ−1)/κ) を掛けた値なので、吸込み温度が10 K上がると、吐出し温度は10 Kより大きく上がります。

空気 (κ = 1.4) を27 ℃ (約300 K)・圧力比4で断熱圧縮すると、300 × 4^(0.4/1.4) ≒ 446 K で約173 ℃となり、300 ℃にはなりません。指数 (κ−1)/κ は1より小さいので、絶対温度の比は圧力比より小さくなります。

比熱比の大きいガスほど、吐出し温度は高くなります。