Steam Pipe Pressure Loss
蒸気配管圧力損失計算
蒸気流量、比体積または密度、粘度、内径、直管長さ、粗さから、直管部の圧力損失または許容長さを概算します。 飽和蒸気物性、蒸気消費量、配管流速を確認した後に、末端圧力と配管サイズを一次確認するためのページです。
入力する比体積・密度・粘度は、同じ対象区間の圧力・温度条件にそろえます。飽和蒸気表を使う場合は絶対圧で物性を選び、圧力損失が大きい区間は代表値を一定とみなさず、区間分割または詳細計算で確認してください。
Scope
このページで扱う範囲
この計算は、代表比体積または代表密度を一定として扱う直管部の概算です。 継手・弁・ストレーナ損失、ドレン滞留、水撃、保温、制御弁前圧、圧力低下に伴う物性変化は含みません。 最終的な配管設計や安全性を保証するものではないため、実機条件とプラント基準を合わせて確認してください。
蒸気の質量流量は通常、漏れや分岐がなければ区間内で同じですが、比体積・密度・流速は圧力と温度で変化します。 特に入口圧力に対して圧力損失が無視できない場合、入口条件だけで末端流速や末端圧力を断定しないでください。
Result Guide
結果の読み方
- 圧力損失計算では、指定した直管長さに対する圧力低下の概算値を求めます。
- 許容長さ計算では、許容圧力損失から直管部分として許容できる長さの目安を求めます。
- 結果は直管部のみの概算です。局所損失は別途見込んでください。
- 圧力損失が基準圧力に対して大きい場合は、区間分割や詳細計算を検討してください。
Formula
使用式
Q = m_dot × v_g
A = πD² / 4
u = Q / A
Re = ρuD / μ
ΔP/L = f × ρu² / (2D)
ΔP = (ΔP/L) × L
L_allow = ΔP_allow / (ΔP/L)
Input Notes
入力値の注意点
- 配管内径は呼び径や外径ではなく、実際の内径を入力してください。
- 比体積や密度は圧力・温度で大きく変わります。対象区間の代表条件に近い値を使ってください。
- 粘度は動粘度ではなく、粘度（Pa·s、mPa·s、cP）を入力します。
- 自動計算のDarcy摩擦係数は、層流では64/Re、乱流ではHaaland式による概算です。
- 基準圧力を入力する場合は絶対圧を使います。圧力損失そのものは圧力差ですが、蒸気物性の選定や基準圧力に対する割合の確認では、ゲージ圧と絶対圧を混同しないでください。
Example
計算例
蒸気流量1000 kg/h、比体積0.24 m³/kg、粘度0.013 mPa·s、配管内径50 mm、長さ100 m、管内面粗さ0.045 mmの場合、 圧力勾配は約946 Pa/m、直管圧力損失は約94.6 kPaです。
同じ条件で許容圧力損失を50 kPaとすると、直管部分の許容長さは約52.8 mです。 実設備では継手・弁損失と装置側の必要圧力も加えて確認します。
Common Errors
よくある間違い
- 蒸気の比体積を確認せず、水や空気の密度に近い値で計算してしまう。
- 呼び径や外径を配管内径として入力する。
- 圧力損失だけを見て、ドレン排出、水撃、騒音、保温、制御弁前圧を確認しない。
- ゲージ圧と絶対圧を混同し、蒸気物性や基準圧力の条件を取り違える。
FAQ
このページだけで蒸気配管サイズを決められますか？
いいえ。直管圧力損失の初期確認には使えますが、最終的には配管規格、継手・弁損失、ドレン排出、水撃、騒音、保温、制御弁前圧、プラント基準を合わせて確認します。
Haaland式で求めた摩擦係数は設計値として使えますか？
初期検討用の概算値として扱ってください。管内面の状態、スケール、湿り蒸気、局所損失、圧力低下に伴う物性変化までは含みません。
蒸気比体積と密度はどちらを入力すればよいですか？
どちらでも計算できます。飽和蒸気表などで比体積が分かる場合は比体積を、密度が分かる場合は密度を入力してください。比体積は密度の逆数です。
弁や継手の圧力損失は含まれますか？
含まれません。このページは直管部の概算です。弁、継手、ストレーナ、分岐、装置入口、減圧弁などの損失は別途確認してください。
蒸気表の圧力はゲージ圧と絶対圧のどちらで選びますか？
蒸気表から比体積・密度・粘度を選ぶときは、通常は絶対圧を使います。現場圧力計がゲージ圧の場合は、対象区間の大気圧を加えて絶対圧の目安に換算してください。圧力損失の差圧値と、蒸気物性を選ぶための状態圧力は分けて考えます。
入口条件と出口条件のどちらの物性を入力しますか？
圧力損失が小さい区間では、対象区間の代表条件に近い比体積または密度を使います。圧力損失が大きい、減圧弁の近傍、または末端圧力が重要な場合は、入口・中間・出口に区間を分け、各区間の圧力・温度に対応する物性で確認してください。
流量と管径のどちらを先に見直しますか？
まず必要な蒸気質量流量と対象圧力から比体積を確認し、配管内径で流速を確認します。その上で直管圧力損失と局所損失を見込み、末端で必要な圧力を満たすかを判断します。流量、管径、圧力条件は相互に影響するため、ひとつの値だけで決めないことが重要です。