last up date 2003/4/14

日本機械学会基準S-012
「配管内円柱状構造物の流力振動評価指針」
(CD-ROM付き)

 体裁A4判、本文・解説143ページ、CD-ROM付き
 会員特価 5880円,定価 7350円(いずれも税込み),送料いずれも500円

 

●本書の趣旨・特色●

 原子力発電,火力発電,などの種々な工業プラントの流体の流れる配管内においては,そのシステムの運転制御や安全管理のために温度,流体成分,流量などを測定することは不可欠である.そのため,通常,センサーとして温度計などの円柱構造物を配管内に挿入する.その際,構造物には流れによって誘起される振動が生じる場合がある.設計者はその都度,それぞれの分野においてこの種の設計ガイドラインや長年の経験に基づく最善の設計法を選択して,流力振動の回避または抑制に努めてきた. 一方,流力振動評価に関する体系立った指針としては,アメリカ機械学会の「ASME BOILER & PRESSURE VESSEL CODE SECTION III DIVISION 1 APPENDICES APPENDIX N-1300」などがあるが,火力発電プラントや化学プラントをも視野に入れた一般的な技術基準は,国際的に見てもいまだ十分に整備されていないのが現状である. したがって,我が国において,このようなプラントにおける流力振動による構造物一般の振動評価基準を整備していくことは,緊急かつ重要なことがらである.そこで,日本機械学会では,1997年4月,動力エネルギー部門所属委員会として「配管内円柱状構造物の流力振動評価に関する基準原案作成委員会」を発足させた. 本指針は,種々な構造物の流力振動評価に関する基準を作成していく活動の第一歩として,一様流中に置かれた円柱構造物の流れによって励起される振動に対する評価方法を定めたものである. その際,基本的には配管内の流れは,「一様単相流」とし,円柱構造物は,「単一円柱」を対象とするが,構造物が実際に配管内で使用される条件を考慮して,円柱形状や取付け条件をより一般化した場合の評価方法についても含めることにした. 本指針では,指針「本文」に加え,「解説 A」及び「解説 B」を付けることによって利用される方の便宜を図った.元来,実際の配管内の円柱構造物の流力振動評価の対象とすべき流れ及び構造物は非常に複雑で,多くのパラメータが関連する.本指針では,それらをできるだけ単純な条件にしてその評価方法を示したが,適用に当たっての具体的な方法,特に,円柱形状や取付け条件などをより一般化して適用する際に注意すべきこと,そして本評価方法の根拠などの詳細については「解説A」で説明した.また,円柱構造物の流力振動現象に関する基礎的なことがらについては,「解説B」で説明した.

●付属CD-ROMの趣旨・特色●

 CD-ROMには,本書がそのままそっくり収められているほか,渦と同期した振動の理解に役立つ動画像と,指針に沿った設計計算を実施するための計算ソフトが入れられている.動的な現象の理解には,解説文や静止写真より動画像のほうがより役立つ.そこで実験例としては,配管内を流れる水による温度計の振動を収めた.さらに流れと円柱振動の相互作用が理解できるよう,流れを可視化した数値解析結果も示した.指針に従えば,一様単相流中の単一円柱片持梁の振動評価は公式に値を代入するだけで実施できるがそれもやや面倒である.さらに円柱形状や取付け条件を一般化した場合には正確には固有振動数などを解析的に求める必要を生じる.この計算は必ずしも容易ではない.そこでこれらの計算を行うための計算ソフトも本CD-ROMに入れてある.参考までに付けたものであるがご利用いただきたい.

●本書の主要目次●

・指針本文目次
1. 指針の目的,2. 適用範囲および対象,2.1構造物,2.2流れ,3. 考慮すべき流体力および振動現象,4. 評価方法,4.1各種パラメータの算定,4.2評価項目,4.3流力振動に対する強度評価,4.4その他

・解説A 「配管内円柱状構造物の流力振動評価指針」の解説目次
A1 まえがき,A1.1 本指針の背景,A1.2 流力振動評価方法の概要,A2 指針の適用範囲および対象,A2.1 構造物,A2.2 流れ,A3 考慮すべき流体力および振動現象,A4 評価方法,A4.1 各種パラメータの算定,A4.2 評価項目,A4.3 流力振動に対する強度評価,A4.4 その他,A5 指針本文に記載されていない事項,A5.1 非同期時のカルマン渦による強制振動応力,A5.2 同期振動時のカルマン渦による振動応力の評価

・解説B 流力振動の基礎目次
B1 円柱構造物の振動,B2 静止円柱後流渦および静止円柱に作用する流体力,B3 円柱構造物の流力振動 B4 脈動流中の構造物の振動,B5 複数円柱構造物の流力振動,B6 流力振動の防振対策,B7 円柱の流力振動の実験例と数値シミュレーション例

正誤表



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