局所損失計算ツールとは？
局所損失（局部損失・継手損失とも呼ばれます）とは、流体がバルブ・曲がり・エルボ・ティー・拡大部・縮小部といった管継手を通過する際に失われるエネルギーのことです。直管の管壁摩擦によって生じる主損失（摩擦損失）とは異なり、局所損失は流れの乱れや剥離など、流路の障害によって生じます。この汎用計算ツールは、標準的な式 \( h_L = \text{K} \cdot \frac{\text{v}^{2}}{2g} \) を用いて、損失水頭を流体柱の高さ（m）で算出します。
使い方
対象とする継手の損失係数Kと、平均流速v（m/s）を入力してください。本ツールはKに速度水頭 \( \frac{\text{v}^{2}}{2g} \) を掛け合わせ、損失水頭hLを求めます。代表的なK値の目安は次のとおりです。90°標準エルボ ≈ 0.9、全開ゲートバルブ ≈ 0.2、全開グローブバルブ ≈ 10、急な管入口 ≈ 0.5、急な管出口 ≈ 1.0。同じ流速で複数の継手を扱う場合は、各継手のK値を合計して入力すれば、継手列全体をまとめて評価できます。
計算式の解説
式 $$h_L = \text{K} \cdot \frac{\text{v}^{2}}{2g}$$ は、損失水頭を速度水頭の倍数として表したものです。速度水頭 \( \frac{\text{v}^{2}}{2g} \) は、流れの運動エネルギーを流体の高さに換算した値を表します。Kはこの速度水頭に掛かる係数で、流れを大きく乱す継手ほどKが大きくなり、損失も増大します。重力加速度は標準値 \( g = 9.80665 \ \text{m/s}^{2} \) を使用します。
計算例
K = 0.9 の90°エルボで、流速が 3 m/s の場合：速度水頭 $$\frac{3^{2}}{2 \times 9.80665} = \frac{9}{19.6133} = 0.4589 \ \text{m}$$ 損失水頭 $$0.9 \times 0.4589 = 0.413 \ \text{m}$$ 流体柱 0.413 m となります。
よくある質問
Kとは何ですか？ Kは無次元の局所損失係数で、継手メーカーの資料や標準的な表で確認できます。
計算結果の単位は？ 結果は流れている流体の高さ（m）で表した損失水頭で、流体の密度には依存しません。
複数の継手はどう合算しますか？ 同じ流速を共有する継手が複数ある場合は、それぞれのK値を足し合わせ、その合計値を入力してください。
