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FL-01 / Darcy-Weisbach

配管 圧力損失計算

水の流量と管径から、直管部の圧力損失を求めます。水温による物性変化、層流・乱流の判別、 呼び径(SGP)の内径に対応しています。

単位圧損
—kPa/m
給水・空調配管での一般的な推奨流速。上限は壊食と騒音、下限は空気溜まりで決まります。
流速
— m/s
全圧損
— kPa
水頭換算
— m
レイノルズ数
—
—
—
—

1計算の根拠

直管部の摩擦損失を Darcy-Weisbach 式で求めています。

Δp / L = f × (1 / d) × (ρ V² / 2)

摩擦係数は流れの状態で切り替える

レイノルズ数により層流と乱流で式が異なります。ここを乱流式だけで通す計算ツールがありますが、 小流量・細径・高粘度では層流になり、値が合わなくなります。

層流(Re < 2300)  f = 64 / Re 乱流(Re ≧ 4000)  f = 0.25 / [ log₁₀( ε / (3.7 d) + 5.74 / Re⁰·⁹ ) ]²

乱流側は Colebrook-White 式の陽解近似(Swamee-Jain 式)です。 Re が 2300〜4000 の遷移域は、どちらの式も成り立ちません。 本ツールは便宜上その区間を乱流式で計算しますが、その旨を警告として表示します。 遷移域に入る設計は避けるのが原則です。

V
流速(m/s)。内径から求めた断面積による
d
管の内径(m)
ρ
水の密度(kg/m³)。水温から内挿
ν
動粘性係数(m²/s)。水温から内挿
ε
絶対粗さ(m)。管種により選択

水の物性

0 ℃ から 100 ℃ までの標準値を 10 ℃ 刻みで持ち、中間は線形内挿しています。 20 ℃ で ρ = 998.2 kg/m³、ν = 1.004 × 10⁻⁶ m²/s。 60 ℃ では ν が 0.475 × 10⁻⁶ m²/s まで下がるため、温水配管では同じ流量でも損失が変わります。

呼び径の内径

配管用炭素鋼鋼管(SGP、JIS G 3452)の内径を使っています。 外径から管厚の2倍を引いた値です。ステンレス鋼管やライニング鋼管は内径が異なるため、 その場合は「内径を直接入力」を選んでください。

この計算に含まれていないもの

直管部の摩擦損失だけです。実際の配管系には次のものが加わります。

局部抵抗
エルボ、ティー、弁、レデューサ。入力欄の「相当長」に換算して加算してください
位置水頭
立ち上がりの高低差。揚程に直接効きます
機器圧損
熱交換器、フィルタ、流量計
ポンプ効率
軸動力の算出には別途必要です

局部抵抗は系統によっては直管分と同等以上になります。 直管分だけでポンプを選定すると揚程不足になります。

2早見表

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3注記

計算結果は参考値です。 このサイトは個人が自分用に作成した備忘録であり、設計根拠となる計算書ではありません。 配管系の設計およびポンプ選定は、局部抵抗・位置水頭・機器圧損を含めた系統全体の検討のうえ、 必要な資格を持つ者が判断してください。 このサイトの利用により生じた損害について、運営者は責任を負いません。