流動

流量・流速・配管径換算

体積流量・平均流速・管内径のうち2つを入力すると、残りの1つを計算します。

入力

D は実内径で、外径 D_o と肉厚 t からは D = D_o − 2t。呼び径（50A など）は外径でも内径でもない呼び名なので、そのまま入れません。

体積流量 Q

流量計の値や設計流量を入力してください。

平均流速 u

配管断面全体で平均した流速を入力してください。一般に、液体は 1〜3 m/s、気体は 10〜20 m/s 程度が目安です。

管内径 D

配管の呼び径ではなく実内径を入力してください。スケジュール番号や肉厚で内径は変わります。

入力値を入れて「計算する」を押してください

円管の断面積 $A$、体積流量 $Q$、平均流速 $u$、管内径 $D$ の間には次の関係があります。

A = \frac{\pi D^{2}}{4}, \qquad Q = u \cdot A = \frac{\pi D^{2}}{4} u

これを変形すると、各値はそれぞれ次のように求められます。

Q = \frac{\pi D^{2}}{4} u, \qquad u = \frac{4Q}{\pi D^{2}}, \qquad D = \sqrt{\frac{4Q}{\pi u}}

円形断面の満管で、流量・流速・内径のうち2つから残る1つを求める幾何学的な換算です。流体の物性は使わず、流れの状態も判定しません。

使える条件：円管が流体で満たされている流れ。流量は、流速を測った場所と同じ圧力・温度での体積流量（実体積流量）として扱います。
使えない条件：気体の流量が標準状態（Nm³/h など）で示されている場合は、運転条件の体積流量に換算してから入力します。そのまま入れると、圧力が高いほど流速を過小に見積もります。角形ダクト、部分的にしか満たされていない管、開水路は対象外です。
外れやすい場合：「平均流速」は断面全体の平均で、管壁付近と中心では速度が異なります。管内径は呼び径ではなく実内径を入力します（外径と肉厚からの計算も可能）。流速は内径の2乗に反比例するため、内径の誤差は流速の誤差に約2倍で効きます。
結果の読み方：「配管径を計算」で出る値は、指定した流速に対する計算上の内径です。実在する規格管の内径とは一致しないため、近い規格管を選び、その実内径で流速を再計算します。流速の目安（液体 1〜3 m/s、気体 10〜20 m/s）は経験的な値で、圧力損失、騒音、浸食などの条件で変わります。

化学工学 ―解説と演習―

多田豊編 / 朝倉書店