ポンプ揚程計算ツール
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
ポンプの必要全揚程（TDH）を静的ヘッド・配管摩擦損失・速度ヘッドの合算で計算します。効率を考慮した軸動力・電動機出力の概算も行えます。ポンプ選定・設備設計の第一歩として利用します。
この計算ツールの用途
ポンプ揚程計算は、プロセス・ユーティリティシステムのポンプ選定において
中心的なステップです。ポンプは流体を持ち上げるだけでなく、
摩擦損失を克服し、必要な吐出圧力を満たす十分なエネルギーを供給する必要があります。
本ツールはシステム条件に基づいて、ポンプ選定に必要な全揚程(TDH)を概算します。
主な用途
- FEED・基本設計段階での予備ポンプ選定
- 必要モーター動力・エネルギー消費の推算
- 配管変更がポンプ性能に与える影響の評価
- システム変更後の既存ポンプの適正性確認
計算式と方法論
全揚程は各ヘッド成分の合計として計算されます：
- 静水頭：吸込と吐出間の高低差
- 摩擦損失水頭：配管、バルブ、継手での圧力損失
- 圧力水頭：吐出点での必要圧力
これらの成分を合計して、ポンプが流体に供給すべき全エネルギーを推算します。
前提条件と制限事項
- 定常・単相流
- 起動・停止等の過渡現象は無視
- ポンプ効率は仮定または別途提供
設計上の注意点
実務では、ファウリング、将来の容量増加、摩擦損失推定の不確実性を
考慮した設計マージンを適用します。計算された揚程は常にポンプ性能曲線と
NPSH要件と比較してください。
計算例
条件:
- 実揚程（吸込〜吐出）= 15 m
- 摩擦＋継手損失ヘッド = 8 m
- 流量 Q = 50 m³/h の水（ρ = 998 kg/m³）、ポンプ効率 η = 70 %
方法: TDH = 実揚程＋摩擦 = 15 + 8 = 23 m（速度ヘッドは無視）。軸動力 P = ρ·g·Q·TDH/η = 998·9.81·(50/3600)·23/0.70。
結果: TDH ≈ 23 m、ポンプ軸動力 ≈ 4.5 kW。
解釈: これはシステム側の要求点でありポンプそのものではありません。メーカーカーブを重ね、運転点がBEP近傍にあること、NPSHa > NPSHr を確認します。揚程が合っていてもBEPから右に外れて運転するとキャビテーションを起こします。
よくある誤用・注意点
- 計算したTDHをそのままポンプ所要動力として示すこと — TDHは揚程（m）であり、軸動力はρgQH/η、電動機にはさらに余裕が必要です。
- 吐出ゲージ圧を静的ヘッドとして使い、別途加える摩擦ヘッドと二重計上すること。
- 定格点だけで選定し、NPSH有効値と必要値の比較を無視すること — 吸込条件でキャビテーションを起こします。
- 管径差が大きい場合に吸込・吐出の速度ヘッド差を省略すること — もはや無視できません。
- システム要件を選定そのものとみなすこと — 運転点はメーカーポンプカーブとの交点で決める必要があります。
よくある質問
全揚程（TDH）とは何ですか？
TDH（Total Dynamic Head）はポンプが供給すべき全等価高さです。静的ヘッド（高低差）、摩擦ヘッド（配管・継手損失）、速度ヘッドの合計です。TDHがポンプの必要性能を決定します。
軸動力はどう計算しますか？
軸動力 P = (ρ × g × Q × TDH) / η で計算します。ηはポンプ効率です。これはポンプ軸への機械入力であり、電動機の電気入力ではありません。
ポンプカーブ解析の代わりになりますか？
いいえ。このツールはシステム側の要件を概算します。最終的なポンプ選定にはメーカーポンプカーブとの照合、NPSH検証、BEP分析が必要です。
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。