流量計算機
円管の直径と流体の平均速度から体積流量を計算します。
管内流量を計算
流体で満たされた円管の内径と、管内を流れる平均速度を入力します。
体積流量について
体積流量は、一定時間に断面を通過する流体の体積を表します。満流の円管を通る定常流では、流量は断面積と平均流速の積です。この計算機は入力内径をミリメートルからメートルへ換算し、円周率 × 直径の二乗 ÷ 四で円の面積を求め、それに流速を掛けます。同じ結果を立方メートル毎秒、リットル毎秒、リットル毎分で表示します。
速度には断面積平均の値が必要で、局所の1点の測定値とは限りません。実際の管内速度は、壁付近で摩擦により流体が減速するため断面内で変化します。十分に発達した層流では放物線状、乱流では中心部が比較的平坦で壁付近の勾配が急な速度分布になります。適切に配置・校正された計器は平均速度を直接表示するか、サンプリング速度を補正します。未補正の点測定を使うと、流量推定に偏りが生じます。
配管の呼び径ではなく、実際の内径を使ってください。肉厚、スケジュール、ライニング、付着物、腐食、製造公差はいずれも有効流路面積を変えます。面積は直径の二乗に依存するため、小さな内径誤差でも流量は目に見えて変わります。また、この式は管が完全に満たされ、速度が断面に垂直であると仮定しています。部分満流の重力管、開水路、圧縮性ガス流、強い脈動流には追加の手法や時間平均が必要です。
この計算機は給排水、灌漑、プロセス配管、換気、実験設備、ポンプ計画の簡易確認に役立ちます。既知の径と速度から運動学的な流量を求めるもので、圧力、ポンプ揚程、管長、粗さ、継手、標高から速度を予測するものではありません。そのような問題には流体物性とダルシー・ワイスバッハ式などのエネルギー損失モデルが必要です。単位を統一し、銘板ではなく運転時の条件を使い、測定の不確かさを考慮してください。安全上重要な設計では、適用法規、機器曲線、圧力限界、十分に詳細な水理解析と照合してください。
流量の計算例
| 直径と速度 | 計算流量 | 用途 |
|---|---|---|
| 100 mm、2 m/s | 15.708 L/s | 中規模の水配管 |
| 50 mm、1.5 m/s | 2.945 L/s | 小径のプロセス配管 |
| 200 mm、0.8 m/s | 25.133 L/s | 大径・低流速の配管 |
流量の計算方法
- 管の実内径を測定するか資料で確認し、ミリメートルで用意します。
- 平均流速をメートル毎秒で求めます。
- 両方の値を入力し、「流量を計算」を選びます。
- 用途に合う単位で結果を読み取ります。
よくある質問
どの式で流量を計算しますか?
流量 = 断面積 × 平均速度を使います。円管の面積は円周率に直径の二乗を掛け、四で割った値です。
呼び径と内径のどちらを入力しますか?
有効流路面積を決める実内径を入力してください。呼び径は肉厚スケジュールや管の規格によって大きく異なる場合があります。
部分的にしか満たされていない管にも使えますか?
いいえ。円形断面が完全に満たされている前提です。部分満流では実際の流水断面積と開水路または重力流の計算手法が必要です。
圧力から流量を求められますか?
この計算機だけでは求められません。圧力と流量の関係は管長、粗さ、継手、標高、流体物性にも依存します。水理損失計算または校正済み機器を使ってください。
なぜ平均速度が重要なのですか?
壁面の滑りなし条件により、実際の管内速度は均一ではありません。断面積平均速度なら、面積を掛けて正しい総体積流量が得られます。