配管流量計算ツールとは?
このツールは、円管の中を流れる流体の体積流量を求めるものです。配管の内径と平均流速を入力すると、断面を1秒あたりに通過する体積を計算し、立方メートル毎秒(m³/s)、リットル毎秒(L/s)、立方メートル毎時(m³/h)の各単位で表示します。水・油・空気をはじめ、あらゆる非圧縮性流体に使える汎用的な物理計算ツールで、国や地域を問わず利用できます。
使い方
配管の内径(メートル単位)を入力します。呼び径や外径ではなく、必ず内径を使ってください。次に平均流速(メートル毎秒)を入力します。ツールは円形断面の面積を計算し、それに流速を掛け合わせて、いくつかの一般的な単位に変換して結果を表示します。
計算式の解説
流量は、断面積と平均流速を掛け合わせたものです。
$$Q = A \times v$$ ここで $$A = \frac{\pi}{4} \times d^{2}$$ です。
Q は体積流量(m³/s)、A は配管の内部断面積(m²)、d は内径(m)、v は平均流速(m/s)を表します。\(\frac{\pi}{4} \cdot d^{2}\) の項は、半径ではなく直径を使って表した円の面積にほかなりません。
計算例
たとえば、内径 0.1 m の配管を流体が 2 m/s で流れているとします。断面積は $$A = \frac{\pi}{4} \times 0.1^{2} = 0.0078539816 \ \text{m}^{2}$$ となります。流量は $$Q = 0.0078539816 \times 2 = 0.0157079633 \ \text{m}^{3}/\text{s}$$ で、これはおよそ 15.71 L/s、または 56.55 m³/h に相当します。
よくある質問
内径と外径、どちらを使えばよいですか? 必ず内径(管内の通り径)を使ってください。流体が実際に流れているのはこの内側の空間だからです。
摩擦や圧力損失は考慮されていますか? いいえ。これは連続の式に基づく流量計算(\(Q = A \cdot v\))であり、損失水頭はモデル化していません。圧力損失を求めたい場合は、ヘーゼン・ウィリアムスの式やダルシー・ワイスバッハの式をお使いください。
ガロンなど他の単位へはどう換算しますか? 1 m³/s は 1000 L/s に等しくなります。L/s に 0.2642 を掛ければ米ガロン毎秒、15.85 を掛ければ米ガロン毎分に換算できます。