計装・制御

調節弁の差圧から流量を推定（液体）

調節弁の実効CvまたはKv、弁前後の差圧、運転密度から、水・低粘度液体の体積流量を簡易計算します。

入力

P1 と P2 は同じ圧力の基準で入力してください（両方ゲージ圧、または両方絶対圧）。

Δp > 0 が必要です。

運転時の開度に対応するCvまたはKvを、メーカーの表や特性曲線で確認して入力してください。カタログの定格Cv・Kvsは全開時の値です。資料が手元にないときは、流量係数の目安で見当をつけられます。

kg/m³

計算結果

入力値を入れて「計算する」を押してください

計算式

差圧をkPa、密度をkg/m³に換算して、次の式に代入します。水の基準密度を1000 kg/m³とする工学的近似です。

前後圧力を入力した場合は、$\Delta p = P_1 - P_2$ で差圧を求めます。

体積流量の計算

入力した流量係数に応じて、次のどちらかの式を使います。

Kvを入力した場合

$$ Q = K_v \sqrt{\frac{10\,\Delta p}{\rho}} $$

Cvを入力した場合

$$ Q \approx 0.0865\,C_v \sqrt{\frac{1000\,\Delta p}{\rho}} $$

係数と流量の換算

CvとKvの換算

$$ K_v = 0.865\,C_v $$

体積流量をL/minに換算

$$ q = \frac{1000\,Q}{60} $$

質量流量をkg/hで計算

$$ \dot{m} = \rho\,Q $$

記号と単位

流量係数の目安

計算には、使う弁のメーカーの資料にある、運転時の開度での値を使います。資料が手元にないときは、次の2つの表で見当をつけられます。

全開時の Cv（玉形弁）

弁座の口径を絞っていない単座の玉形弁では、全開時の $C_v$ が、呼び径をインチで表した数 $d$ の2乗のおよそ11〜12倍になります。

呼び径インチ全開時の $C_v$ の目安
25A111〜12
50A244〜48
80A399〜108
100A4176〜192
150A6396〜432

弁座の口径を絞った弁は、これより小さくなります。Vボール弁やボール弁は同じ呼び径の玉形弁の数倍になり、あるメーカーの 50A の公表値では、玉形弁 49、Vボール弁 163、ボール弁（全口径）251 です。

開度と Cv の割合（流量特性）

運転時の $C_v$ は、全開時の $C_v$ に、弁の流量特性に応じた次の割合を掛けて見積もります。流量特性はメーカーの資料で確かめます。

開度リニア特性イコールパーセント特性
10%10%3.0%
20%20%4.4%
30%30%6.5%
40%40%9.6%
50%50%14%
60%60%21%
70%70%31%
80%80%46%
90%90%68%
100%100%100%

イコールパーセント特性の割合は $C_v / C_{v0} = R^{\,x-1}$ から計算しました。開度が10%増えるごとに、流量は約48%増えます。

どちらも弁前後の差圧が一定のときの形です。配管に組み込むと開度で差圧が変わるので、イコールパーセント特性はリニアに、リニア特性は少しの開度で大きく流れる形に近づきます。小さい開度ではこの形から外れる弁もあります。

適用範囲と注意事項

水・低粘度液体の単相・乱流・非チョーク流れを仮定した簡易推定です。

参考資料

関連ツール

流動流量・流速・配管径換算計装・制御4-20mA信号換算（スケーリング・開平）