SYSTEM HEAD
配管全揚程計算
流量、管内径、直管長、摩擦係数、局所損失、高低差、圧力差から、設定した始点から終点までに必要な配管系の全揚程を概算します。
始点・終点を先に決め、直管損失・局所損失・高低差・圧力差を同じ計算区間で内訳化します。結果は、同じ流量・流体条件でポンプ動力とNPSHを整理するための入口です。
FORMULA
使用式
配管系の全揚程を、次式で概算します。
H = Δz + ΔP/(ρg) + fD(L/D)v2/(2g) + K v2/(2g)
v = Q / AA = πD2 / 4hf = fD(L/D)v2/(2g)hm = K v2/(2g)
摩擦係数はDarcy摩擦係数です。Fanning摩擦係数を使う場合は定義が異なるため、そのまま入力しないでください。高低差と圧力差は、設定した始点から終点へ向かう向きで符号を統一します。
LIMITS
結果を使う前に確認すること
このページは液体・一定密度を前提にした一次概算です。気体の圧縮性、二相流、スラリー流、配管ネットワークの複雑な分岐、時々刻々変わる系統抵抗は扱いません。
計算境界は、例えば「吸込槽の液面から吐出槽の液面まで」または「吸込フランジから吐出フランジまで」のように一つに定めます。境界の外にある配管・機器損失や圧力条件を混在させないでください。
最終選定では、ポンプ性能曲線上の運転点、機器別損失、弁開度、配管レイアウト、流体粘度、NPSH、設計余裕率を確認してください。
高低差や圧力差を負で入力できるため、全揚程が0以下になった場合は、系統の向き・始終点・符号・損失の二重計上を見直してください。負の結果だけでポンプ不要とは判断できません。
よくある質問
直管損失、局所損失、高低差、圧力差はどう分けますか？
直管損失は配管長さによる摩擦損失、局所損失は弁・継手・入口出口などの損失、高低差は液面や機器間の高さ差、圧力差は吐出側と吸込側の圧力条件です。
圧力差はゲージ圧と絶対圧のどちらで入力しますか？
圧力差として入力する場合、吐出側と吸込側が同じ基準ならゲージ圧差でも絶対圧差でも差は同じです。片側だけ基準が違う入力にならないよう注意してください。
全揚程の始点と終点はどこに置けばよいですか？
ポンプ選定では、対象にする系統を一続きに決めることが重要です。たとえば吸込槽液面から吐出槽液面までを対象にする場合は、その間の配管・弁・機器損失と両液面の高さ・圧力条件を同じ区間として扱います。ポンプ吸込・吐出フランジ間を対象にする場合は、槽側の条件を別に重ねないようにします。
全揚程が0以下になった場合、ポンプは不要ですか？
いいえ。高低差や圧力差の符号、計算境界、損失の入力範囲を先に見直してください。実際の運転では流量制御、設備圧力、配管抵抗、必要な運転余裕も関係するため、負の結果だけで設備判断はできません。
全揚程を求めた後は何を確認しますか？
流量と全揚程からポンプ動力を概算し、吸込条件が厳しい場合はNPSHも確認します。最終選定では性能曲線上の運転点を確認してください。