ポンプ

【ポンプ】軸動力を計算する方法は?

ポンプを選定するときに、どのぐらいの大きさのモーターが必要になるのか計算で求めたいことってありますよね。

今回はポンプの流量や差圧から軸動力を求める方法について解説したいと思います。

ポンプの軸動力を計算する方法

ポンプの軸動力は次の手順で求めることが出来ます。

  1. ポンプの流量を求める
  2. ポンプの必要差圧を求める
  3. 流量と差圧をかける
  4. ポンプ効率で割る

実際に例を交えて解説します。

ポンプの流量を求める

まず、ポンプの必要流量を求めます。

特に計算式があるわけではなく、使用先でどれだけの流量が必要かをリストにして足し合せます。季節変動や瞬時流量の変動などを考慮して十分に余裕を持った流量にします。

また、軸動力を求める場合は1秒当たりの流量「m3/s(リューベーパーセック)」が必要になるので、時間の単位に注意しましょう。

ポンプの必要差圧を求める

次に、ポンプの必要差圧を求めます。

必要差圧を求めるには吸込、吐出の揚程、配管や機器の圧損を計算しながら決めていきます。例えば、次のような条件の場合の差圧を求めてみます。

この場合、吸込側の圧力は水頭5m(=48.9kPa)から圧力損失5kPaを引いた値43.9kPa、吐出側の圧力は吐出側の水頭10m(=97.9kPa)圧力損失5kPaを足した102.9kPaになります。

これにより、ポンプで必要な最低差圧は59kPaと分かります。実際にはこれ以上の差圧が必要になるので、この値に安全率をかけた値を採用します。

ちなみに水頭から圧力に変換は次の式で行います。

$$圧力[Pa]=高さ[m]×密度[kg/m3]×重力加速度9.806[m/s2]$$

流量と差圧をかける

次の流量と差圧をかけることで仕事量の[W](ワット)が出てきます。これによって出てくる値を水動力と言います。

$$水動力[W]=流量[m3/s]×差圧[Pa]$$

先程の条件で100m3/hの水を流そうと思うと次の式により1652[W]という数字が出てきます。

$$0.028[m3/s]×59000[Pa]=1652[W]$$

 

流量と差圧をかけて仕事量に変わるというイメージが付きにくいという方は、単位を見ながら実際に掛けていけば変換できる理由が分かるかと思います。

$$[Pa]=\frac{N}{m^2}=\frac{kg・m}{s^2}・\frac{1}{m^2}$$

$$[W]=\frac{J}{s}=\frac{N・m}{s}=\frac{kg・m}{m^2}・\frac{m}{s}$$

ポイントは圧力1Pa(パスカル)は1m2あたりに1Nの力がかかったときの値を表しているということですね。

また、ポンプではなく通風機の場合も同じように求めることが出来ます。

ポンプ効率で割る

最後にポンプ効率で割ると、ポンプに必要な軸動力を計算することが出来ます。

ポンプ効率は性能曲線にポンプごとの固有の値で、流量によって変動するため固定値ではありません。似た大きさのポンプカタログなどから概算の値を取ります。

先程の条件でポンプ効率を70%(=0.7)と仮定するとポンプの軸動力は2360[W]=2.36[kW]ということが分かります。

$$1652÷0.7=2360$$

【ポンプ】性能曲線、HQ曲線って何?どうやって見るの?

ポンプのカタログを見ると必ず性能曲線が掲載されています。 実際に現場に適したポンプを選びたい時、この ...

続きを見る

まとめ

ポンプの軸動力を求める方法は

  1. ポンプの流量を求める
  2. ポンプの必要差圧を求める
  3. 流量と差圧をかける
  4. ポンプ効率で割る

ポンプに限らず通風機でも使える方法なので、是非活用してみてください。

ポンプ

2021/8/28

【ポンプ】軸動力を計算する方法は?

ポンプを選定するときに、どのぐらいの大きさのモーターが必要になるのか計算で求めたいことってありますよね。 今回はポンプの流量や差圧から軸動力を求める方法について解説したいと思います。 目次ポンプの軸動力を計算する方法ポンプの流量を求めるポンプの必要差圧を求める流量と差圧をかけるポンプ効率で割るまとめ ポンプの軸動力を計算する方法 ポンプの軸動力は次の手順で求めることが出来ます。 ポンプの流量を求める ポンプの必要差圧を求める 流量と差圧をかける ポンプ効率で割る 実際に例を交えて解説します。 ポンプの流量 ...

ReadMore

ポンプ

2021/8/30

【ポンプ】真空ポンプの原理とは?タイプ別に紹介!

以前の記事で、真空ポンプの種類について解説しましたが、「どうやったら真空が生み出されるのか」という原理的な面での解説が足りていなかったように思います。 今回は、真空ポンプの種類別に、真空状態を作り出す原理を詳しく解説していきたいと思います。 以前の記事はこちらです。 目次真空のはじまり真空ポンプの原理機械式運動量移送式溜込式まとめ 真空のはじまり 真空ポンプ、ではありませんが、真空の作り方として最も初期の活用例をご紹介します。 産業分野で最も初期の蒸気機関として知られる、ニューコメン機関をご存知でしょうか ...

ReadMore

ポンプ

2021/8/30

【ポンプ】粘度とポンプの関係、使い分けは?

数多くあるポンプの型式ですが、液体の粘度によって向き不向きがあることはご存知ですか? 今回は、高粘度の液体を輸送するためのポンプについて解説します。 目次粘度とは粘度が高い液体の場合ダイヤフラムポンプチューブポンプギアポンプねじポンプまとめ 粘度とは 粘度とは、流体のねばりの度合いを数値化したもので、µ(ミュー)が記号として用いられます。 単位はPa・s(パスカル秒)が一般的に用いられます。µは、液体の中で板が動くときに、板の移動方向とは逆方向に働く力である剪断応力(物体の断面に発生する力)を測定したとき ...

ReadMore

ポンプ

2021/8/30

【ポンプ】リアクトル始動法の特徴とは?

止まっているモーターを動かすときに流れる始動電流は、通常運転時よりも負荷が大きいことが知られています。 そのため大型の電動機では、配線設備や遮断器などを過大にしないため、始動電流を小さくするための工夫がされています。今回はそのうちの、リアクトル始動法について解説したいと思います。 目次リアクトル始動法とはリアクトル始動法の特徴まとめ リアクトル始動法とは リアクトル始動法は、比較的大型の電動機に採用される始動方式です。 リアクトルとは、コイルを利用した受動素子の名称で、リアクタンス(reactance、交 ...

ReadMore

ポンプ

2021/8/29

【ポンプ】今更聞けない、ポンプの極数って何?

ポンプを選定する際に、「極数」という言葉が出てきます。正確には電動機の極数なのですが、これは何を意味しているのでしょうか。 今回は、ポンプの極数とは何かについて解説していきたいと思います。 こちらの記事は動画でも解説しているので、動画の方がいいという方はこちらもどうぞ。 目次極数とは極数を変えるとどうなる?(交流)極数を変えるとどうなる?(直流)まとめ 極数とは ポンプにつながっているモーターの断面図をイメージしてください。内部には回転子と呼ばれる軸とつながった構造の部品があり、その外殻に固定子とも呼ばれ ...

ReadMore

\Youtubeチャンネルやってます!/

ブログ記事を元にした見るだけで1つ賢くなれる動画が300本以上!
月に5本程度のペースでアップしていくのでチャンネル登録お願いします!

チャンネル登録はコチラ

  • 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年から情報発信をしています。最近、Youtubeも始めました。応援していただけるという方は更新情報などを発信するので、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

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 ...

2

エネルギー管理士資格はもちろん独学でも取得できますが、ある程度の前知識がないと分厚い参考書を前に挫折 ...

3

電験三種は合格率が10%未満の大変難しい資格です。また、範囲が非常に広いので普段の業務で電気を扱わな ...

-ポンプ

© 2021 エネ管.com Powered by AFFINGER5