配管

【配管】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せんが、速すぎると様々な問題を引き起こします。

今回は、配管内の流速が速いとどんな問題が起きるのかについて詳しく解説してみたいと思います。

1. 流速が速いと何が問題?

配管内の流速が速いと次のような問題が発生します。

1-1. 圧力損失が大きくなる

まず、圧力損失が大きくなり、使用先で欲しい圧力が得られなくなる可能性があります。

圧力損失は、 配管壁面と流体との摩擦によって発生し、 流速の二乗に比例して増加していきます。

圧力損失によってほしい圧力が得られなくなると、水の場合は必要な流量が確保できなくなり、 蒸気の場合は温度が低下してしまいます。

そのため、使用先までの距離を考慮して圧力損失が大きくなりすぎないよう注意が必要です。

1-2. 減肉が発生する

流速が速すぎると、 物理的な侵食作用が働き、配管の内壁を削り取っていきます。特に、流速が変化する配管の曲がり部などで発生しやすく、配管穴開きの原因になります。

配管の曲がり部で穴開きが発生した場合は、流速を疑ってみるのもありかと思います。

1-3. 振動する

流速が速すぎると、各所で振動が発生し、それが共鳴することで大きな配管の揺れに繋がる可能性があります。エアヒーターなどで風速が速くなりすぎると、振動によるダクトが外れる原因にもなるため、注意が必要です。

また、振動が日常的に発生すると、配管の荷重を支えるサポートから外れる場合もあり、工場の安定操業にダメージを与えます。

2. 流速を抑える方法は?

配管内の流速は、流体の体積と配管径によって決まります。そのため、流速を抑える方法として、次の2つがあります。

2-1. 配管径を大きくする

配管径を膨らませれば、管内の断面積を大きくできるため、同じ流量でも流速を抑えることができます。

配管断面積が、2倍になれば流速は半分になります。ただし、過剰に大きくしすぎると配管コストが大幅に上がるので注意が必要です。

2-2. 流量を減らす

同じ配管径で流速を抑えるには、流量を減らすのも方法の1つです。

流量を減らすには、バルブを絞ったり流量調整用のオリフィスプレート(穴の開いた板)を入れてやるのが有効です。配管の施工しなおしが大変な場合はこちらの策が有効です。

【配管】配管流速の計算方法

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重要です。流速が速くなりすぎると摩擦によってエネ ...

3. まとめ

  • 流速が速いと圧力損失、減肉、振動が発生する。
  • 流速は流量と配管断面積で決まる。
  • 流速を抑えるには配管径大きくする方法と流量を減らす方法がある。

以上です。

どの程度の流速が一般的かは、流体によって変わるので一概には言えませんが、水だと大体2~3m/sといわれています。ただ、使用用途によって最適な値は変わるので圧力損失と流速の両方の値を見ながら設計を進める必要があります。

配管

2022/5/30

【配管】フランジ規格FFとRFの違い、使い分けは?

バルブや配管を接続するフランジにはJIS10Kなどの後ろにFFやRFという種別が記載されています。 低圧ではFFとRFでどちらを使っても問題ない場面が多いので使い分けが良く分からないという方も多いのではないでしょうか? この記事では、フランジの座面形状を表すFFとRFの違いについて解説します。 目次FFとRFの違いFFRFまとめ FFとRFの違い FF FFはFlat Face(フラットフェイス)の略で上の図のようにガスケットの座面を全面に仕上げたものを言います。主にJIS10K、JIS20K、JPI15 ...

ReadMore

配管

2022/5/15

【配管】バッファータンクの役割とは?設置するメリットは

給排水系統や空気系統では負荷変動を抑えるためにバッファータンクが良く用いられます。 この記事では排水系統などで良く利用されるバッファータンクについて解説します。 目次バッファータンクとはバッファータンクの役割流量変動を抑える圧力変動を抑えるまとめ バッファータンクとは バッファータンクとは気体や液体を一時的に貯留させるためのタンクです。レシーバータンクとも呼ばれ、給排水系統や空気系統などに設置されます。 バッファータンクを設けることで、設備のイニシャルコスト低減や工場の安定性を向上させることが出来、大きけ ...

ReadMore

配管

2022/5/14

【配管】バケットストレーナーとは何か、メリットデメリットを解説

ポンプや制御弁など重要な機器を保護するためにはストレーナーは必須です。 この記事では大口径の配管に良く採用されているバケットストレーナーとは何か、また、メリットデメリットについて解説します。 目次バケットストレーナーとはバケットストレーナーのメリットろ過面積が大きく圧力損失が小さい清掃が容易でメンテナンス性が高いY型ストレーナーに比べ設置スペースが小さい自動洗浄などのオプションがあるバケットストレーナーのデメリットコストが高いY型ストレーナーに比べ設置スペースが大きいまとめ バケットストレーナーとは バケ ...

ReadMore

配管

2022/6/3

【配管】「静流水」「脈動水」の定義について解説

配管に用いられるバルブの選定時に時折見かける「脈動水」「静流水」と呼ばれる用語があります。この記事ではこれらの用語がどのような状態の水を指しているか解説します。 目次清流水とは脈動水とはまとめ 清流水とは 清流水の定義は次のようになります。 静流水(steady flow) 定義:周期的な変動、脈動のない水流。温度、圧力、速度などが一定を示す状態の水を指します。(バルブ用語(JIS B 0100)) 実際の清流水のイメージを以下の図を使って解説します。 図で配管中を流れている水は、各ポイント(点A-C)に ...

ReadMore

配管

2021/11/14

【配管】SWとBWの違い、使い分けは?

バルブや配管の接続方式について考えるとき、同じ溶接接続方式でもSW(ソケットウェルド)とBW(バッドウェルド)のどちらが良いのか迷うことってありますよね。 今回は、SW(ソケットウェルド)とBW(バッドウェルド)の使い分けについて解説したいと思います。 目次SW(ソケットウェルド)とBW(バッドウェルド)の使い分けSW(ソケットウェルド)とBW(バッドウェルド)の構造まとめ SW(ソケットウェルド)とBW(バッドウェルド)の使い分け まず、SW(ソケットウェルド)とBW(バッドウェルド)の違いは次のように ...

ReadMore







公式スポンサー

生産工程の見える化なら

【Proceedクラウド】

・現場の写真が整理出来ていない
・外注先の状況が分からない
・技能伝承を効率的に行いたい

そんな悩みを全て解消できます!


詳しくはこちら

  • この記事を書いた人

エコおじい

プラントエンジニアです。工業技術をどこよりも分かりやすく解説するをテーマに2017年からブログ、Youtubeで情報発信をしています。工業系エンジニアの副業に関してnoteも書いています。是非、Twitterのフォローお願いします。



技術系資格取得を目指す方必見!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。モチベーションを維持しながら最短で資格取得を目指すなら通信講座を利用するのもおすすめです。

超シンプルで分かりやすいSAT『エネルギー管理士熱分野』

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。

最短で電験取得を目指すならSAT『第三種電気主任技術者講座』

イメージしにくい交流回路についても多様なイラストと解説動画で詳しく解説してくれます。独学ではなかなか勉強が進まないという方に特におすすめの講座です。電気について詳しく学べるので実務で電気を使うという方には最適な教材です。※無料サンプルあります!

技術系資格の最高峰SAT『技術士合格講座』

論文添削やZOOMマンツーマン指導が付いており、面接対策もWeb上で行うことが出来ます。また、テキストは毎年改定されているので常に最新の教材で勉強することが出来ます。

おすすめ記事

1

近年、人手不足や国際競争力維持のためにクラウドやAI技術などのIT技術を製造業などのレガシー産業に導 ...

2

エンジニアとして働くなら専門分野に関する日々の勉強は必須です。 ただ、通常の業務が忙しく勉強の時間が ...

3

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 ...

4

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 ...

5

電験三種は毎年受験者が4万人以上いる資格で出題範囲が広く、合格率も10%以下と低いので色々な会社が通 ...

6

プラント業界で働いている自分が転職するとしたらどんな転職先があるのか気になることはないでしょうか。 ...

7

プラントエンジニアは機械、電気、建築、工事と仕事で扱う専門分野が広く日々の勉強が欠かせません。 この ...

-配管

© 2022 エネ管.com Powered by AFFINGER5