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パイプ圧力降下計算機
反復的なコールブルック・ホワイト摩擦係数を用いたダルシー・ワイスバッハ方程式。層流／乱流、配管粗さのプリセット、継手からの微小損失をサポートします。
結果
ダルシー・ワイスバッハ方程式
パイプ内の摩擦による圧力降下に関する基本方程式:
- f — ダルシー摩擦係数（無次元）
- L — パイプの長さ（m）
- D — パイプ内径（m）
- ρ — 流体密度（kg/m³）
- v — 平均流速（m/s）
コールブルック・ホワイト方程式（乱流）
乱流（Re > 4000）の場合、摩擦係数は反復的に求められます。
この計算機は、反復ニュートン・ラプソン法（50反復）を使用して、ムーディ図に一致する正確な結果を取得します。
層流
Re < 2300 (層流)の場合、摩擦係数は単純に次のようになります。
軽微な損失
継手、バルブ、エルボ、その他のコンポーネントにより、K 係数で表される追加の圧力降下が発生します。
| フィッティング | K係数 | フィッティング | K係数 |
|---|---|---|---|
| 90°エルボ（標準） | 0.9 | 45°エルボ | 0.4 |
| ティー（スルー） | 0.4 | ティー（枝） | 1.8 |
| ゲートバルブ（全開） | 0.15 | ボールバルブ（全開） | 0.05 |
| チェックバルブ（スイング） | 2.5 | グローブバルブ（全開） | 10 |
| パイプ入口（鋭角） | 0.5 | パイプ出口 | 1.0 |
| 突然の拡大 | ~1.0 | 突然の収縮 | ~0.5 |
パイプ粗さ値
| 材料 | 粗さ ε (mm) | 備考 |
|---|---|---|
| 炭素鋼 | 0.045 | 新しい商業用パイプ |
| ステンレス鋼 | 0.015 | 滑らかな溶接 |
| 銅 | 0.0015 | 引抜チューブ |
| プラスチック（PE、PVC） | 0.0015 | とても滑らか |
| 鋳鉄 | 0.25 | 新品；古いものは1～3mm |
| 油圧ホース | 0.005 | ゴム製のインナーライナー |
| コンクリート | 0.3～3.0 | 仕上げにより異なります |
計算例
条件： Q = 60 L/分、D = 25 mm、L = 10 m、鋼管（ε = 0.045 mm）、油ν = 32 cSt、ρ = 870 kg/m³
v = 4 × 0.001 / (π × 0.025²) = 2.037 m/s
Re = 2.037 × 0.025 / (32 × 10⁻⁶) = 1,592 → 層流
f = 64 ÷ 1592 = 0.04020
ΔP = 0.04020 × (10/0.025) × 870 × 2.037² / 2 = 29,045 Pa = 0.290 bar
⚠️ 注意： 遷移領域（Re 2300～4000）では、摩擦係数は補間されます。実流れは層流と乱流の間で振動する可能性があります。この領域で動作するようにシステムを設計することは避けてください。
The Darcy-Weisbach equation calculates friction pressure drop in pipes: ΔP = f × (L/D) × ρv²/2. It applies to both laminar and turbulent flow — only the friction factor f changes.
It is more accurate and versatile than Hazen-Williams (which only works for water in turbulent flow).
The Colebrook-White equation is implicit — f appears on both sides — so it must be solved iteratively:
1/√f = -2 log₁₀(ε/3.7D + 2.51/(Re√f))
This calculator uses 50 iterations starting from the Swamee-Jain approximation, achieving accuracy better than 0.01%.
Common roughness values (ε):
- Steel: 0.045 mm (new commercial)
- Stainless: 0.015 mm (smooth welded)
- Copper/plastic: 0.0015 mm (very smooth)
- Cast iron: 0.25 mm (new); aged pipes can be 1–3 mm
- Hydraulic hose: 0.005 mm
For aged or corroded pipes, increase roughness by 2–10×.
Each fitting has a K-factor. Sum all K-factors for your system and enter the total in the ΣK field. The minor loss is: ΔP = ΣK × ρv²/2.
Example: A system with two 90° elbows (K=0.9 each), one tee branch (K=1.8), and one check valve (K=2.5): ΣK = 0.9 + 0.9 + 1.8 + 2.5 = 6.1.
Rules of thumb:
- Hydraulic pressure lines: 3–5 bar per 10 m is common
- Hydraulic return lines: 0.5–1 bar per 10 m
- Water supply: 0.1–0.3 bar per 100 m of pipe
- Total system ΔP must not exceed available pump pressure
このページで説明されている手順は、Vibromeraチームが、現場でのロータバランシング用ポータブル2チャンネルバランサー兼振動アナライザーであるBalanset-1Aを使用して開発し、実地試験を行ったものです。
プロフェッショナルなフィールドバランシング機器とソフトウェア。50か国以上で使用されています。
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenkoは、振動解析エンジニアであり、Vibromeraの創業者兼CEOです。 15年以上にわたり、彼は試験台上ではなく現場で回転機械のバランシングを行ってきました——マルチャー、産業用ファン、クラッシャー、遠心分離機、シャフト、スピンドルなど。この経験から生まれたのがBalanset計測器であり、専門家が機械のもとへ持ち運び、現場で単独で使用できる道具として設計されています。実験室用の機器ではありません。 Vibromeraは2017年に設立され、2023年以降はポルトガル・ポルトを拠点としています。Balansetシリーズの開発、組み立て、サポートはすべてここで行われています。フラッグシップ機器はBalanset-1Aであり、単一平面および二平面バランシングと振動診断のための可搬式アナライザーです。 Nikolaiは、カスタマーサポート、困難なバランシング案件への対応、そしてソフトウェアの開発に自ら携わっています。世界中の顧客と、どの言語でも対応しています。
