流量・流速計算ツール
プラント・プロセス設計向けエンジニアリング計算ツール · 最終更新: 2026年3月
配管の流速、体積流量、質量流量、断面積を相互に計算します。液体・気体の配管サイジング、ポンプ・圧縮機の選定、流量測定設計に活用できます。
この計算ツールの用途
流量、流速、配管断面積は、配管・流体システム設計において最も基本的なパラメータです。
このツールは連続の式に基づいてこれらの値を相互変換し、
水理・プロセス計算の出発点として使用されます。
主な用途
- 概念設計・FEED段階での初期配管サイジング
- 選定配管径が流速ガイドラインを満たすかの確認
- 圧力損失・ポンプ揚程計算への入力データ準備
- エロージョン・堆積リスクのスクリーニング
計算式と方法論
流量(Q)、流速(v)、断面積(A)の関係は連続の式で定義されます：
Q = A × v
このシンプルかつ基本的な式は非圧縮性流れに適用され、
配管・水理設計計算の基礎として使用されます。
前提条件と制限事項
- 定常流れ条件
- 均一な流速分布を仮定
- 単相流
- 圧縮性効果は無視
設計上の注意点
適切な流速範囲の選定は重要です。過度な流速はエロージョン、騒音、
過大な圧力損失を引き起こし、低すぎる流速は過大な配管と固形物堆積の
リスクにつながります。圧力損失と材料選定と合わせて検討してください。
計算例
条件:
- 配管内径 D = 150 mm（0.15 m）
- 目標液体流速 v = 2.0 m/s
- 流体: 水（ρ = 998 kg/m³）
方法: 断面積 A = πD²/4 = π·0.075² ≈ 0.01767 m²。体積流量 Q = A·v。質量流量 ṁ = ρ·Q。
結果: Q ≈ 0.0353 m³/s ≈ 127 m³/h、ṁ ≈ 35 kg/s。
解釈: 2 m/sは液体配管の一般的な1〜3 m/sの範囲に収まり、この口径は妥当です。逆に流量が固定の場合はDについて解き、半端な内径ではなく次の市販スケジュールに切り上げます。
よくある誤用・注意点
- 体積流量と質量流量を混同すること — 両者は密度で異なり、特に気体で重要です。
- 実内径ではなく呼び径を直径として使うこと（スケジュールで内径が変わります）。
- 流速を恣意的に選ぶこと — 許容流速はサービス依存（エロージョン・騒音・沈降）です。
- 気体密度を一定とみなすこと — 圧力・温度で大きく変化します。
よくある質問
流量・流速・管断面積の関係は？
Q = A × v です。Qは体積流量、Aは管断面積（πD²/4）、vは流速です。質量流量は ṁ = ρ × Q で求めます。
配管サイジングの一般的な許容流速は？
液体配管では1〜3 m/s、気体配管では10〜30 m/s、蒸気では20〜60 m/sが一般的です。実際の制限はエロージョン、騒音、圧力損失に依存します。
利用上の注意
- 更新: 2026年3月
- 用途: 予備エンジニアリング検討支援
本ツールは教育および概算検討を目的としています。計算結果は、前提条件、入力値、流体・材料物性、使用式の適用範囲によって大きく変わる場合があります。設計、調達、製作、運転、安全上の判断に使用する前に、重要な計算は必ず独立して検証し、適用規格・仕様書および正式な設計レビュー手順に従ってください。