この計算ツールでできること
このツールは、指定した流量を選んだ平均流速で流すために必要な配管の内径を求めるものです。流体力学の連続の式に基づいており、適用範囲はあらゆる流体に及びます。水・油・空気など、どんな流体でも、国を問わず利用できます。条件は、単位を統一すること（流量は立方メートル毎秒 m³/s、流速はメートル毎秒 m/s）だけです。
使い方
流量 \(Q\) を立方メートル毎秒（m³/s）、目標とする流速 \(v\) をメートル毎秒（m/s）で入力してください。計算ツールは必要な内径をミリメートルとメートルの両方で返し、あわせて流路の断面積も算出します。流速は用途に合わせて選びましょう。一般的な給水管では、摩擦損失と配管コスト、騒音のバランスを取るために、おおむね 1〜3 m/s が用いられます。
計算式の解説
連続の式によると、流量は流速と断面積の積に等しくなります。すなわち $$Q = v \cdot A$$ です。円形配管の断面積は \(A = \dfrac{\pi D^2}{4}\) で表されます。これを代入して直径について解くと、$$D = \sqrt{\dfrac{4 \cdot \text{Flow } Q}{\pi \cdot \text{Velocity } v}}$$ が得られます。流量が大きいほど、また流速が低いほど大きな口径が必要となり、許容流速を高くすればより細く安価な配管を使えます。
計算例
たとえば \(Q = 0.05\) m³/s を流速 \(v = 2\) m/s で送りたいとします。このとき \(4Q = 0.2\)、\(\pi v = 6.2832\) なので、$$\frac{4Q}{\pi v} = 0.031831$$ となります。その平方根は \(0.17841\) m、すなわち約 178.4 mm です。したがって、おおよそ 180 mm 以上の標準口径から次に大きいサイズを選定することになります。
よくある質問
流速はどう選べばよいですか？ 清水の場合は 1〜3 m/s が一般的です。ポンプの吸込管はキャビテーションを避けるため、より低め（およそ 0.6〜1.5 m/s）に抑えます。
これは内径ですか、外径ですか？ この式が示すのは、実際に流体が通る内径（ボア径）です。必ず、内径がこの値以上となる配管を選んでください。
他の流量単位はどう換算しますか？ L/s は 1000 で割り、m³/h は 3600 で割れば m³/s になります。換算してから入力してください。
