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公式

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結果

流速
5.11
毎秒フィート(ft/s)
流速(メートル法) 1.556 m/s
断面積 3.142 in²

この計算ツールでできること

このツールは、米国ガロン毎分(GPM)で表した体積流量と配管の内径(インチ)が分かっているときに、円形配管内を流れる流体の平均流速を計算します。流速は配管サイズの選定、エロージョン(侵食)やウォーターハンマーの防止、そしてシステムが推奨速度の範囲内(水の場合は一般に毎秒5〜8フィート)に収まっているかの確認に欠かせない指標です。なお、GPMは米国式の単位である点にご注意ください。日本ではL/minやm³/hがよく使われるため、必要に応じて単位を換算してご利用ください。

使い方

流量をGPMで、配管内径をインチで入力すると、毎秒フィート(ft/s)単位の流速が表示されます(メートル法のm/s換算値も併記)。正確な結果を得るには、呼び径(公称サイズ)ではなく必ず内径を使用してください。

計算式の解説

流速は、流量を断面積で割ったものです:

$$V = \frac{Q}{A}$$

$$\text{where}\quad \left\{ \begin{aligned} Q &= \text{Flow (GPM)} \times \frac{0.133681}{60} \\ A &= \frac{\pi}{4}\left(\frac{\text{Diameter (in)}}{12}\right)^{2} \end{aligned} \right.$$

単位を統一するため、GPMは立方フィート毎秒(ft³/s)に換算し(1ガロン = 0.13368 ft³ を60秒で割る)、内径はインチからフィートに換算します(÷12)。円の面積は \(\frac{\pi}{4} \cdot D^{2}\) です。流量を面積で割ることで、ft/s単位の流速が求められます。

管の断面図。直径と円形断面を通る流速を示す
流速は、流量を管の円形断面積で割った値に等しい。

計算例

2インチ配管で50 GPMの場合:

$$Q = 50 \times \frac{0.13368}{60} = 0.11140 \ \text{ft}^3/\text{s}$$

内径 = \(\frac{2}{12} = 0.16667 \ \text{ft}\) なので、

$$A = \frac{\pi}{4} \times 0.16667^{2} = 0.021817 \ \text{ft}^2$$$$V = \frac{0.11140}{0.021817} \approx 5.11 \ \text{ft/s}$$

(約1.56 m/s)となります。

よくある質問

呼び径と実内径、どちらを使うべきですか? 必ず実際の内径を使用してください。ほとんどの配管スケジュールでは、内径は呼び径よりも小さくなります。

どのくらいの流速が高すぎるのですか? 水の場合、騒音・エロージョン・圧力損失を抑えるため、給水管では流速をおおむね5〜8 ft/s以下に保つのが目安です。

どんな液体にも使えますか? はい。流速は流量と断面積だけで決まるため、同じ計算式があらゆる液体に適用できます。ただし、圧力損失の挙動は粘度によって異なります。

最終更新: