蒸気配管流速・必要内径計算
蒸気質量流量、蒸気の比体積または密度、配管内径、目標流速から、蒸気配管の流速や必要内径を概算します。 蒸気消費量計算や飽和蒸気物性計算で求めた値を使い、配管サイズの一次確認に利用できます。
このページで扱う範囲
この計算は、入力した比体積または密度を代表値として扱う簡易計算です。 実際の蒸気配管では、圧力損失、ドレン排出、水撃、騒音、保温、支持方法、プラント基準も確認してください。 最終的な配管サイズや蒸気設備の設計を保証するものではありません。
計算結果
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結果の読み方
- 流速計算では、蒸気流量と配管内径から実体積流量と流速を求めます。
- 必要内径計算では、蒸気流量と目標流速から、必要な内径の目安を求めます。
- 許容蒸気流量計算では、既存配管内径と目標流速から、流せる蒸気量の目安を求めます。
- 比体積または密度が変わると結果も大きく変わります。蒸気圧力や温度条件に近い物性値を使ってください。
使用式
Q = m_dot × v_g
A = πD² / 4
u = Q / A
D = sqrt(4Q / (πu))
m_dot = u × A / v_g
m_dot: 蒸気質量流量 [kg/s]v_g: 蒸気比体積 [m³/kg]Q: 蒸気の実体積流量 [m³/s]A: 配管断面積 [m²]u: 蒸気流速 [m/s]D: 配管内径 [m]
入力値の注意点
- 蒸気の比体積は圧力によって大きく変わります。飽和蒸気の場合は、対象圧力に近い比体積を使ってください。
- 配管内径は外径や呼び径ではなく、実際の内径を入力してください。
- 目標流速だけで配管サイズを決めず、圧力損失、ドレン排出、騒音、水撃、保温、プラント基準も確認してください。
- 湿り蒸気、過熱蒸気、長い配管、圧力低下が大きい配管では、詳細な条件整理が必要です。
計算例
蒸気流量 1000 kg/h、比体積 0.24 m³/kg、配管内径 50 mm の場合、 実体積流量は 0.0667 m³/s、蒸気流速は約 33.95 m/s です。
同じ蒸気流量と比体積で、目標流速を 25 m/s とすると、必要内径は約 58.2 mm です。 実際には、この値に近い配管規格を確認し、圧力損失やドレン排出条件を別途確認します。
よくある間違い
- 呼び径や外径をそのまま内径として入力する。
- ゲージ圧と絶対圧を混同し、蒸気比体積や密度の条件を取り違える。
- 目標流速だけで配管サイズを決め、圧力損失や水撃リスクを確認しない。
- 蒸気消費量を kg/h ではなく m³/h のような体積流量と混同する。
FAQ
蒸気配管の流速だけで配管サイズを決められますか？
いいえ。流速は初期確認の重要な指標ですが、最終的には圧力損失、ドレン排出、水撃、騒音、保温、許容圧力、プラント基準を合わせて確認します。
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。
配管内径はどこで確認しますか？
配管規格やスケジュールごとの内径表で確認します。呼び径や外径ではなく、圧力損失計算に使う実内径を入力してください。
蒸気の実体積流量とは何ですか？
蒸気質量流量に比体積を掛けた、実際の配管条件での体積流量です。圧力や温度が変わると比体積が変わるため、同じ kg/h でも体積流量と流速は変わります。