SNSアカウント

エネ管.com

過去問で実際に出題された暗記問題を定期的につぶやきます。
すき間時間での復習に役立ちます。

ブログの更新情報や最新ニュースをお届けします。

Youtubeチャンネルを開設しました。
登録よろしくお願いします!

流体工学

【配管】配管流速の計算方法

更新日:

配管を設計するときには、中を流れる流体の流速が非常に需要です。流速が速くなりすぎると圧力損失が大きくなり、使用先で欲しい流量を確保できなくなる可能性があります。

今回は配管流速の基本的な考え方について書きたいと思います。実際に実務で配管を設計される方は、計算ソフトなどを利用すると思いますが、ソフトの計算ロジックを知っておくという意味でも重要です。

Sponsored Link

1. 配管流速の計算方法

配管流速は次の3つのステップで計算することが出来ます。

  1. 体積流量を計算する。
  2. 配管の断面積を計算する。
  3. 体積流量を断面積で割る。

それぞれ1つずつ確認していきます。

1-1. 体積流量を計算する

流体には体積流量と質量流量という2つの考え方があります。体積流量の単位はm3/h、質量流量の単位はkg/hになります。

例えば、1t/hの水の場合を流したい場合は体積流量約1m3/h、質量流量1000kg/hになります。水の場合は圧力が変わっても比体積(m3/kg)はほとんど変わらないので特に考慮しなくても問題ないです。

但し、空気、ガス、蒸気などを流す配管を設計する場合は圧力によって比体積が変動するので注意が必要です。配管内の圧力を考慮して比体積の値を入力する必要があります。

質量流量から体積流量に変換するには次の計算を行います。

$$体積流量[m^3/h]=比体積[m^3/kg]×質量流量[kg/h]$$

これによって1時間当たりに流したい流体の体積がわかりました。これを3600[s]で割ると1秒あたりに流れる量が計算できます。

1-2. 配管の断面積を計算する

次に配管の断面積を計算します。

例えば1インチ 25Aの場合、配管の内径はスケジュール40の場合27.2mm(0.0272m)です。この時の断面積を次の式で計算することが出来ます。

$$断面積[m^2]=内径[m]×内径[m]×\frac{π}{4}$$

一般的な円の面積の求め方です。

この式に当てはめると、25Aの場合は0.000581m2になります。

1-3. 体積流量を断面積で割る

配管流速は次の式で計算することが出来ます。

$$配管流速[m/s]=\frac{体積流量[m^3/s]}{m^2}$$

これで配管内の流速を計算することが出来ました。

2. 実際に計算してみよう

問題:1000kg/hの水を25Aの配管で流すと流速はどれだけになるか?水の比体積は圧力に関わらず0.001m3=1kgとする。

この場合、1000kg/hを3600で割ると0.278kg/sになります。これを体積に変換すると0.0000278m3/sになります。25Aの配管の断面積は0.000581m2なので、これで割ると約0.49mということがわかります。

このように、さまざまな条件で流速を計算しながら適切な配管径を選定していきます。

Sponsored Link

3. まとめ

  • 体積流量と配管断面積がわかれば流速がわかる
  • 気体の場合は比体積が変わるので圧力が重要
  • 流速を見ながら配管系を決める

簡単に配管流速の求め方を解説しました。

実際には流速だけではなく圧力損失なども計算しながら配管設計を行いますが、まずは流速を見て問題ないことを確認することが重要です。

↓ 流速に関する記事はこちらもおすすめです。

【熱利用設備】流速が速いと何が問題?配管設計で流速が重要な理由

水、ガス、蒸気などの配管を設計する際には、配管内の流体の流速が重要です。 流速が遅い分には問題ありま ...

続きを見る

【流体工学】ベルヌーイの定理で圧力と流速の関係がわかる

配管設計について学んでいくと、圧力と流速の関係を表すベルヌーイの定理が出てきます。 今回はエネルギー ...

続きを見る

おすすめ通信講座

エネルギー管理士熱分野講座

・効率よく短期間で確実に合格したい
・スマホを使ってすき間時間に勉強したい
・独学だけでは分かりにくい

そんな方にお勧めの通信講座です。



SNSアカウント

エネ管.com

過去問で実際に出題された暗記問題を定期的につぶやきます。
すき間時間での復習に役立ちます。

ブログの更新情報や最新ニュースをお届けします。

Youtubeチャンネルを開設しました。
登録よろしくお願いします!

プラント業界専門の転職サイト

・プラント業界でのスキルを活かしたい
・プラント業界で働いてみたい
・効率よく転職活動がしたい

そんな方にお勧めの転職サービスです。

プラント特区はコチラ

現場技術の資格を取るなら!おすすめ通信講座

最短で資格を取得するためには、いかに効率よく学習するかが重要です。現場技術系の資格取得をサポートするおすすめの通信講座を紹介します。

SAT『エネルギー管理士講座 熱分野』

現場技術系専門の通信講座です。イラストを多用したシンプルで分かりやすいテキストと動画がセットになっています。

価格もお手頃で、特に熱力学などを学んだことのない初学者におすすめの通信講座です。

エネルギー管理士以外にも電験や衛生管理者など25の資格の通信講座を展開しています。

現場系通信講座の老舗「JTEX」

40年の実績がある現場系通信講座の老舗です。動画はなく、レポート提出形式の通信講座になります。価格もお手頃でテキストが分かりやすいと評判です。

  • この記事を書いた人
  • 最新記事

おすすめ記事!

1

あなたエネルギー管理士の資格を最短で取得したい。でも、熱力学や流体工学を学んだことがないので、独学だ ...

2

これからエネルギー管理士試験を受けるあなたのために、最短時間でエネルギー管理士に合格する方法を紹介し ...

3

エネルギー管理士の資格を取ろうとしていたり、すでに資格を持っている方にとって、エネルギー管理士の資格 ...

-流体工学

Copyright© エネ管.com , 2019 All Rights Reserved.