配管に流れる水量の計算方法を教えてください。
条件は次のようになります。
配管サイズ25A(内径は約28mm)に水を流します。配管は、ステンレス製です。水圧は、0.2MPaおよび0.3MPaです。これらの場合の水量がいくらになるかの計算方法を教えてください。
もしあるならば、水量と水圧と配管内径の関係を示したグラフがあれば教えてください。
よろしくおねがいします。

A 回答 (2件)

よく使われるのはFanningの式だと思います。


http://elsie.fish.hokudai.ac.jp/~seki/lecture/se …
http://www.ocw.titech.ac.jp/index.php?module=Gen …
などに出ています。化学工学便覧にも載っています。

ただ、不足しているのが
・配管の長さ
・エルボなどの曲げの有無(数)
・配管の出発点と到達点の圧力差と高低差
などがないと計算できません。
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございました。(すみません。パソコン壊れてみることができなかったので遅くなりました。)

お礼日時:2011/05/31 11:37

ハーゲンポアズイユの式で計算できると思います。


もし上流と下流に高さの差があるなら、圧力に換算して加算する必要があります。
http://oshiete.goo.ne.jp/qa/6720439.html
の私の回答も参照してください。

ハーゲンポアズイユの式
http://ebw.eng-book.com/heishin/HagenPoiseuilleL …
水の粘性係数
http://www.fluidlab.naoe.t.u-tokyo.ac.jp/~yama/l …
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございました。(すみません。パソコン壊れてみることができなかったので遅くなりました。)

お礼日時:2011/05/31 11:38

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Q流量の計算式。

流体の流量の計算式でこのような記述を教えて頂きました。
流量=(圧力元吐出口圧力-シリンダ入口圧力)/配管抵抗
流量は、流速×断面積ではないのですか?
これなどのような式なのでしょうか?
成立する場合単位を教えて頂きたいです。
できれば簡単な数値を入れて、計算式を教えて下さい。
お願い致します!

Aベストアンサー

>流量は、流速×断面積ではないのですか?
そうなのだけれど、今問題としているのは、圧力から流量を計算する式がどうなっているか、であるため
流速×断面積という回答ではアウト。

で、流量=流速×断面積という関係があるので、 流速と圧力の関係を式で示す方法でも可。

>これはどのような式なのでしょうか?
要するに、圧力差と流量は比例する、という式。

No.3の回答とは違います。No.3の回答は、圧力差と√流量が比例し、適当な範囲を取り出すなら、
そらは直線で近似できる、ということ。それ自体はそうなのですが、それなら
流量=(圧力元吐出口圧力-シリンダ入口圧力ーα)/配管抵抗
と、なにやら意味不明(=実験などで求める)の定数がオマケに入ります。

で、圧力差と流速は比例する場合と圧力差と√流速が比例する場合は、両方存在。
粘性が低い場合(たとえば水)が√流速に比例し、粘性が高い場合(たとえば油)が流速に比例します。
※厳密に言えば、√流速と流速の中間の中途半端な状態です。また、水の場合でも地下水(流速が遅く、かつ、管径が細い、と考えればよい)なら流速に比例します。
よって、油(など、粘性が高い流体)の場合の計算式がHPに示されていたものと思われます。

式を一般形で書くと、

ΔP=f ・ L/D ・ V^2/2g  (ダルシー・ワイズバッハの式)

f :比例定数(損失係数)
ΔP:圧力差 (=圧力元吐出口圧力-シリンダ入口圧力) 単位は、m。 (圧力を、流体の密度で割ったもの。)
L :管の延長  ただし、曲がりなどは、適当な倍率を掛けて直線に換算する。
D :管の直径
V :流速  お望みなら、Q/ (πD^2/4)と読み替える。
g :重力加速度 約9.8m/s^2

ややこしいのがfであって、定数と書いたけれど定数ではない......
油のような場合、f=X/V (X:今度こそ定数。) 、水の場合はfは定数(として解く場合と、Vの関数として解く場合の両方を使い分ける。)

油の場合、f=X/Vなので、式を整理すれば、
V=ΔP×β (β:式を整理し、管の直径などの定数から計算した定数)
Q=V/Aだから、
Q=ΔP÷(A/β)   ここで、A/βを配管抵抗と定義すれば、元の式と一致。

>できれば簡単な数値を入れて、計算式を教えて下さい。
それ、上の説明で、βの計算式を示すしか方法がないが....
動粘性係数とかレイノルズ数とか出てきて、とてもじゃないけど簡単じゃないです。

>流量は、流速×断面積ではないのですか?
そうなのだけれど、今問題としているのは、圧力から流量を計算する式がどうなっているか、であるため
流速×断面積という回答ではアウト。

で、流量=流速×断面積という関係があるので、 流速と圧力の関係を式で示す方法でも可。

>これはどのような式なのでしょうか?
要するに、圧力差と流量は比例する、という式。

No.3の回答とは違います。No.3の回答は、圧力差と√流量が比例し、適当な範囲を取り出すなら、
そらは直線で近似できる、ということ。それ自体はそう...続きを読む

Qポンプ吸込み側静圧計算について

下記条件での吸込み側配管の静圧はどのように計算したらよいのでしょうか?
また単純な質問ですが吸込み側配管の静圧は高さ方向で変わりますか?(ヘッダ圧分?)
計算に必要の無い条件もあると思いますが参考まで
(条件)
(1)吸込み側先端にはフート弁有り
(2)フート弁はタンク水面から1m水中下にある
(3)配管はSGPWの65Aである。
(4)ポンプ中心位置からフート弁先端までの高さは3mである。
(5)流量は500L/minであり、流体は水である。
(6)吸込み側配管はポンプと同じ高さにエルボで90度方向転換している。
(7)エルボからポンプまでの長さは1mである。

Aベストアンサー

分野は私の専門外なので用語はよくわかりませんが、答えは多分わかったと思うので回答してみます。
フート弁というのは吸い込み口で配管側が負圧になったとき開くようになっている弁でしょうか?
まず、ポンプがほとんど止まっているがフート弁が開いている状態について考えると、配管の静圧は高さで決まり、吸い込み口では1m分の正圧、タンク水面の高さでゼロ、ポンプの高さでは2m分の負圧です。圧力表示なら、タンク水面からの高さをhとして、-ρghです。
ポンプが動くとさらに損失水頭分だけ圧力が下がります。流量Qに対する損失水頭分の圧力はハーゲンポアズイユの式で計算できます。リンク先の圧力勾配(p1-p2)は静圧ではなくて、-ρghに対する加算分と考えてください。高さ分の圧力減少はその水の位置エネルギー増大と相殺されて流れに寄与しないからです。リンク先の長さlは高さではなく吸い込み口からの距離です。上のhと違ってエルボの先の水平方向の配管長も含みます。
-ρghとハーゲンポアズイユの式で計算した圧力を合計すれば、配管の各場所での静圧が求まります。
実際の数値で計算するときは、単位の辻褄が合うよう注意してください。
ハーゲンポアズイユの式
http://ebw.eng-book.com/heishin/HagenPoiseuilleLaw_poiseuille_calculation.do?category=poiseuille
水の粘性係数
http://www.fluidlab.naoe.t.u-tokyo.ac.jp/~yama/lectures/FluidMechA/H12/Materials/PDFs/No1-2.pdf

分野は私の専門外なので用語はよくわかりませんが、答えは多分わかったと思うので回答してみます。
フート弁というのは吸い込み口で配管側が負圧になったとき開くようになっている弁でしょうか?
まず、ポンプがほとんど止まっているがフート弁が開いている状態について考えると、配管の静圧は高さで決まり、吸い込み口では1m分の正圧、タンク水面の高さでゼロ、ポンプの高さでは2m分の負圧です。圧力表示なら、タンク水面からの高さをhとして、-ρghです。
ポンプが動くとさらに損失水頭分だけ圧力が下がります。...続きを読む

Q流量計算方法

横に配管してある内径100ミリの水位が半分の50ミリのときで、流速が3m/sの時の流量を求める計算はどんようにすれば良いのでしょうか。よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

こんにちは
流量=断面積×流速

断面積(A)は、水位が半分なので、ちょうど半円の面積となりますよね。
よって、
A=50mm×50m×3.14×(1/2)
 =0.0039m2

これより、流量(Q)は
Q=A*V
 =0.0039×3
=0.0117m3/s
=(702L/min)

となります。

※上記は単純計算です。
 配管内が半充水ということは、排水管かなにかでしょうか?
 おそらく勾配もついているのではないでしょうか?
 こうなると、もっと複雑な計算となります。
 (マニングの式というものを使います)
 ご確認ください。
 

Q水道水の水圧(kPa)を流量から計算して下さい

私の家の水道の蛇口からの水圧が、何kPa(予想は300~500kPa)あるか
知りたいのですが、水圧計がないので、冷水蛇口を全開にし、その流量を調べました。

【結果】
最大流量:約36L/min(口径13mmの水道管で、蛇口は全開)

【質問】
水道蛇口の水圧(kPa)を計算して教えて下さい。
訳あって、単位はkPaでお願いします。

Aベストアンサー

 ウェストン公式を使えば求められるかも知れませんが、未知の値がありますね。

 L:給水管の長さ(m)
 P:配水管の水圧(MPa)
 H:配水管から水栓までの高低差(m)
 
 給水管の流速は管径と流量が判っているので算出できます。

 Q=36(L/min)×0.00001/60=0.0000006(m3/sec)
 V=Q/(π/4・d^2)=0.0000006/(π/4・0.013^2)=0.00452(m/sec)

 ウェストン公式

 h=[0.0126+(0.01739-0.1087d)/√V]・L/d・V^2/(2g)
  h:損失水頭(kgf/cm3)
  d:給水管径(0.013m)
  g:重力加速度(9.8m/sec)

 hをSI単位系に換算するには、×9.8/100 とします。このときの単位は[MPa]です。[kPa]とするにはさらに1000を乗じます。
 水栓部における水圧は、配水管水圧から損失水頭を除いたものです。

 p=P-h

Q配管サイズと水量

25Aの配管で4m3/min水が流れます
40Aではいくら水は、流れますか、どんな計算式に
なりますか、教えてください
配管径と流量は、どんな関係式になるのでしょうか?

Aベストアンサー

 厳密に言うと、管路延長に応じた損失水頭が発生するので、管路が長ければ長いほど抵抗が大きくなり、その分流量は落ちます。
 ただ、設問の条件だとそこまで精密な計算は出来ません。
 管内抵抗を無視するのであれば、「管の内径が変わっても、流量は変わらない」が正解でしょう。
 内径が逆に小さくなる場合は、さすがに抵抗が大きいので流量は落ちますが、設問の場合だと管径が大きくなると云うことなので、接合部で若干の抵抗が発生しますが、それほど大きな影響はないはずです。
 ただし、「流速」は落ちます。流量Qと流速V、そして管の断面積Aとの関係は次のようになります。

Q=A×V

 従って、流量が同じなら断面積の大きい方が流速が小さく、逆に断面積が小さいと流速が早くなります。
 同じ台数の車が通る場合、車線数が多い方が速度が速いが、車線数が少ないと速度が遅くなるのと同じ考え方です。

Q水圧と口径が既知の時の流量?

こんにちは。

水圧が、0.4MPaの上水道管路にφ25mmのバルブが
付いています。

このバルブを全開にした場合に、どれだけの流量
が出るかを計算したいのですが、どんな公式を
使えば出せるのでしょうか?又は無理なんでしょうか?

どなたか御教示ください。

Aベストアンサー

無理です。
参考URLに同じような質問が出ています。

参考URL:http://www.setsubi-forum.jp/cgi-bin/c-board/data/design/log/tree_1547.htm

Q1トンは何リットルでしょう。

恥ずかしい話ですが、単位をすっかり忘れてしまいました。1トンは何リットルでしょうか。
こういう単位の細かなことをまとめてあるサイトがあれば教えてください。
小2の子供に聞かれて悩んでます。

Aベストアンサー

こんばんは。

少々気になったので、一つだけアドバイスさせて頂きます。

「トン」は「質量」の単位です。先ほど岩波の理化学辞典でも確認しました。
かなり多くの回答者の皆さまが、「重さ」あるいは「重量」と答えて
いらっしゃいますが、これは本当は間違っています。

小学校2年生のお子さまに教えるのに、「質量」は少し難しい概念ですので、
回答者の皆さまの中には、そのあたりの事情から、(わかりやすさのため)
わざと混同した回答を寄せている方もいらっしゃるかも知れませんが、
やはり、ここは、一言念を押しておいた方が良いと思い、投稿しました。

水なら、1トンの水は1000リットルの体積を示します。
(温度・圧力の条件でわずかに変化しますが)

質量1トンの水は、
地球上なら「1トンの重さ」( =1トン重?・1tw ? )を示しますが、
月とか、宇宙船の中とか、場所が変化すればその重さは大きく変化します。
でも、水そのものがどれだけあるか、という「質量」は変化しません。
体積も、圧力とか温度とかで多少は変化するのでしょうが、
まあ、常識的な温度・圧力のもとでは、
月だろうが宇宙船の中だろうが、だいたい1000リットルです。

では。

こんばんは。

少々気になったので、一つだけアドバイスさせて頂きます。

「トン」は「質量」の単位です。先ほど岩波の理化学辞典でも確認しました。
かなり多くの回答者の皆さまが、「重さ」あるいは「重量」と答えて
いらっしゃいますが、これは本当は間違っています。

小学校2年生のお子さまに教えるのに、「質量」は少し難しい概念ですので、
回答者の皆さまの中には、そのあたりの事情から、(わかりやすさのため)
わざと混同した回答を寄せている方もいらっしゃるかも知れませんが、
やはり...続きを読む

Q配管径と圧力から流速を求めたい

このサイトでも調べましたがなかなかHITせず、悩んでおります。 だれか御教授ください。

 圧力タンクに5Kg/cm2のエアーが溜まっておりますが、吐出配管径が50mm(500mm)が付いており、大気開放しています。この場合流速はどのように求めればよいのでしょか? 圧損等はないものとします。 吐出配管100mmの場合と比較したいのですが、
(流速が分かれば流量も分かると思います)
これだけの情報で吐出流速はわかるのでしょうか?
大変悩んでおります。 詳しい方 ご解説よろしくお願い致します。

Aベストアンサー

この場合、配管径が大きいので#1さんのおっしゃる粘性による影響は無視できるでしょう。むしろ流量を決めているのは流れの圧縮性です。

空気で大気圧に開放する場合でしたら、圧力タンク内の圧力が十分高ければ(約1.89気圧以上)あれば、吐出配管部入口で流れは音速にまで加速されます。その場合の流速は、圧力タンク内の空気の温度T、Rをガス定数、kを比熱比として

  V=(2kRT/(k+1))^{1/2}

と求まります。また、流量は、配管部入口で流速が決まっているので

  m=A (2/(k+1))^{(k+1)/{2(k-1)}} (kP^2/RT)^{1/2}

と求まります。圧力タンク内の状態が同じであるならば、流量の比は配管の面積の比になります。

これらの式の導出等に関しては、圧縮性流体に関する本をお調べ下さい。ノズル、流れの閉塞(チョーク)などがキーワードです。

Q電源 200V単相と3相の違い

電源 200V単相と3相の違いについて教えてください。
どう違うのでしょうか?
電気のことはぜんぜん分からないので詳しくお願いします。

あと、200V30A(単相)と書いてるサーバを、200V30A(3相)から電源をとるとどうなりますか?(家庭用電源ではなく、会社の電源です)

200V30A(単相)と書いてるサーバを、200V50A(3相)から電源をとるとどうなりますか?

Aベストアンサー

> 電源200V単相と3相の違い…

すでに三人の方から回答があるとおりですが、まだ出ていないことを補足します。
(なお、既出の一部に明らかな誤解もあるようですが、それを指摘することは、規約違反となり、削除対象とされるので控えます。)
電気の理論には、「対地電圧」という考え方があります。大地に対する電圧です。単相200Vの対地電圧は、100Vしかありません。それに対し、三相200Vの対地電圧は、173Vまたは200Vあります。この違いは、万が一感電した場合の人体に及ぼす危険性に影響します。このため、住宅の屋内では原則として、三相200Vを使用することができません。ご質問は、会社ということですから、この点はクリヤされますが、そのサーバーが、対地電圧150V以上に耐える設計がなされているかどうかを、確認する必要があります。

> あと、200V30A(単相)と書いてるサーバを、200V30A(3相)から電源をとると…

前項の問題がクリヤしたとして、次に、質問者さんの会社が、低圧受電か高圧受電かによって、この答えは変わってきます。
電力会社から200Vの低圧で受電し、単相と三相の二つのメーターが付いている場合、原則として単相負荷は単相契約で使用します。何らかの事情で単相負荷を三相契約で使用したい場合は、事前に電力会社と協議し、それなりに基本料金を支払うことが必要です。
6,000Vあるいはそれ以上の高圧で受電し、自社内で200Vに落として使っている場合のうち、電力会社との契約が「負荷契約」であったら、前述の低圧の場合と同じです。
高圧受電で、電力会社との契約が「変圧器契約」であれば、単相負荷を三相配線で使用しても、道義的には問題ありません、ただし、三相変圧器に単相負荷をかけると不平衡が生じ、電圧降下や変圧器の温度上昇を招く場合もあります。事前に十分な技術的検討が必要です。

> 200V30A(単相)と書いてるサーバを、200V50A(3相)から電源をとると…

200Vで30Aということは、6kVAの容量といいます。200V50A(三相)は、17.3kVAですが、そこに6kVAの余裕があるかどうかを検討しなければなりません。単相の電源盤からとるとしても、同じです。余裕がなければ、電線を太くして、ブレーカも大きなものに取り替えることなどが必要になります。
どのような業種の会社か存じませんが、「エアコンのスイッチを入れたら、サーバーまで落ちてしまった」ではしゃれにもなりません。
経験的に、単相にしろ三相にしろ、6kVAもの余裕がある電源盤は、比較的少ないように思います。事前に電気工事業者と十分な打ち合わせをされることをお薦めします。

> 電源200V単相と3相の違い…

すでに三人の方から回答があるとおりですが、まだ出ていないことを補足します。
(なお、既出の一部に明らかな誤解もあるようですが、それを指摘することは、規約違反となり、削除対象とされるので控えます。)
電気の理論には、「対地電圧」という考え方があります。大地に対する電圧です。単相200Vの対地電圧は、100Vしかありません。それに対し、三相200Vの対地電圧は、173Vまたは200Vあります。この違いは、万が一感電した場合の人体に及ぼす危険性に影響します。このため、住...続きを読む

Qリットル・デシリットル・ミリリットルの計算方法教えて下さい

・かさの多い順に左から記号を書きます。
 正しいのはどれでしょう。
ア16dl イ1300ml ウ1l7dl エ900ml
 (1)ア→ウ→イ→エ
 (2)ウ→ア→イ→エ
 (3)ウ→イ→ア→エ
 (4)エ→イ→ア→ウ

○1l=10dl 1l=1000ml
というのを教科書で習ったのですがすべて同じ単位
にそろえる事ができないのですが,どうやって
教えたらいいのでしょう…?

親の私がなやんでしまって^^;
すいません!教えてください。

Aベストアンサー

1l=10dl
1l=1000ml
ならば
10dl=1000ml
てことですよね
てことは
1dl=100ml
なので
ア1600ml  イ1300ml
ウ1700ml エ900ml
になります。
なので
(2)じゃないですか?


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