流体力学計算ツール
配管・ポンプ・タンク・流量計測の現場計算 16 種。各ツールに公式と練習問題があります。
配管と圧力損失
管内流速
水の目安：ポンプ吸込 0.6〜1.5 m/s、吐出 1.5〜3 m/s。実際の内径（肉厚・スケジュールから）を使います。
レイノルズ数（流れの状態）
2300 未満は層流、約 4000 以上は乱流、その間は遷移域。20 °C の水：μ ≈ 1.0 mPa·s、油：10〜1000 mPa·s。
管路の摩擦損失（ダルシー・ワイスバッハ）
摩擦係数は Swamee-Jain 式（Re 5000〜10⁸ で Colebrook 式と ±1 %）。遷移域（2300〜4000）は概算です。粗さは新管の値で、経年で大きくなります。
局部損失（K 値の合計）
K 値の目安：90° エルボ 0.3〜0.9、全開仕切弁 0.1〜0.2、スイング逆止弁 2、タンクへの出口 1、角形入口 0.5。
圧力と液柱高さ
水では 1 bar ≈ 10.2 m。密度が大きい液ほど同じ圧力でも液柱は低くなります。ポンプが出すのは同じ揚程で、同じ圧力ではありません。
ポンプ
水動力と軸動力
モーターは曲線上で最も厳しい点の軸動力より 10〜15 % 以上大きく選びます。遠心ポンプ効率：50〜85 %。
相似則（回転数または羽根車径）
効率一定で回転数を変える場合に成立。羽根車カットは小さな削り量（10〜15 % 未満）のみ有効。実際の運転点は管路抵抗曲線にも左右されます。
有効 NPSH と余裕
液面がポンプより低い（吸上げ）ときは z を負にします。NPSHa ≥ 1.3 × NPSHr（または余裕 1 m 以上）を目安に。水 20 °C：pv = 2.34 kPa、60 °C：19.9 kPa。
ポンプと管路の運転点
近似：ポンプ曲線は H₀ と定格点を通る放物線、管路損失は Q² に比例と仮定。正確にはメーカーの実曲線を重ねてください。
液位変化によるポンプ流量測定
断面一定の縦型タンクが対象。できれば流入を止め（Qi = 0）、読取り誤差を減らすため 2〜5 分以上測定します。
タンク
縦型タンク：液位と容量
平底。円すい底・鏡板底は底部容量を別に加えます。液位は内底から測ります。
横型タンク：部分容量
平板鏡（R = D ÷ 2）。皿形鏡板では実容量がやや大きくなります。検尺表があればそれを使います。
オリフィスからの排出時間
トリチェリの式：大気開放の縦型タンク、底部から自由流出、下流配管なし。出口配管があると損失が増え時間が延びます。
充填・排出時間
縦型タンク。排出時は h₂ を h₁ より低く、流出量を流入量より大きくします。液位の向きが合わないときは結果を出しません。
流量計測
オリフィス流量
液体のみ (ε = 1)。ISO 5167 の簡略版：刃形オリフィスで C ≈ 0.60〜0.61、β 0.2〜0.75、高 Re。取引計量には完全式（Reader-Harris/Gallagher）を使います。
差圧流量計：開平演算
差圧 25 % で流量はすでに 50 %。流量約 10 % 未満では指示が不安定になるため、多くの伝送器にローカット機能があります。
学習・確認用のツールです。示した範囲は一般的な目安です。必ず自施設の手順・許可・設定値に従ってください。データは送信されません。計算はブラウザ内で行われます。