体積流量とは？
体積流量（Q）とは、ある断面を単位時間あたりに通過する流体の体積を表す量です。流体力学をはじめ、配管設備、空調（HVAC）、油圧、プロセス工学などあらゆる分野で基本となる概念です。最もシンプルな関係式は連続の原理から導かれます。すなわち、流量はパイプや流路の断面積に、そこを流れる流体の平均流速を掛け合わせたものに等しくなります。
計算式
基本となる式は $$Q = A \cdot v$$ で、各記号の意味は次のとおりです。
Q ＝ 体積流量（m³/s）、A ＝ 流れに垂直な断面積（m²）、v ＝ 平均流速（m/s）。本ツールはSI単位で計算するため、結果は1秒あたりの立方メートル（m³/s）で表示されます。さらに使いやすいように、毎分リットル（×60,000）と米国ガロン毎分（×15,850.32）にも自動換算します。
使い方
パイプやダクトの断面積を平方メートル（m²）で、平均流速を秒速メートル（m/s）で入力してください。円形パイプの場合は、内半径を\(r\)として \(A = \pi \cdot r^2\) で断面積を求めます。「計算」を押すと、3つの代表的な単位で流量が表示されます。
計算例
断面積0.05 m²のパイプを、水が平均流速2 m/sで流れていると仮定します。このとき $$Q = 0.05 \times 2 = 0.1 \ \text{m}^3/\text{s}$$ となります。単位を換算すると、\(0.1 \times 60{,}000 = 6{,}000\) L/min、\(0.1 \times 15{,}850.32 \approx 1{,}585\) GPM です。
よくある質問
円形パイプの断面積はどうやって求めますか？ \(A = \pi \times (\text{直径}/2)^2\) を使います。直径0.2 mのパイプなら、\(A = \pi \times 0.1^2 \approx 0.0314 \ \text{m}^2\) です。
どの流速を使えばよいですか？ 断面全体での平均（平均流速）を使ってください。層流では中心線の最大流速のほうが大きくなりますが、それは使いません。
摩擦や乱流は考慮されますか？ いいえ。\(Q = A \cdot v\) はあくまで理想的な連続の関係式です。圧力損失や摩擦を扱うには、ダルシー・ワイスバッハの式など別の式が必要になります。
