圧縮空気配管の配管設計

質問

現在、エアーガンやエアードライバーなどの空気源工具に圧縮空気を送る配管の設計をしています。
3.7KWエアコンプレッサーから各工具類に圧縮空気を送る配管の決定を行う方法や参考になるURL等ございましたら御教示願います。初めて質問するので言葉足らずかもしれませんが何卒宜しく御願いします。
圧縮空気配管の設計は初めてなので具体例等を出して頂けると助かります。また圧縮空気配管を設計するに当たっての注意事項や取り付けるべき物などがあればあわせて御教示願います。
(1)コンプレッサは給油式3.7kwです。
(2)最遠端の工具までの距離は20mもあれば十分です。
(3)コンプレッサの空気取出口はバタフライバルブ20A止めとなっています。
(4)必要空気量は計算上426L/minとなりました。（稼働率を考慮してます。）
(5)コンプレッサの制御圧力は0.780.97MPaです。
(6)冷凍式ドライヤ内蔵型です。
(7)吐き出し空気量は430L/minで、この空気量は最高圧力時の空気量を吸込状態（大気圧）に換算した値とカタログに記載されています。
以上のような条件があれば分岐も含めた各部の空気配管口径を選定することはできるのでしょうか。
なにか公式などはありますか。
何卒宜しく御願いします。
また、知り合いから圧縮空気配管の配管口径の決定方法を書いた資料をＦＡＸで頂きました。例題を解く形式で書かれているのですが、その内容がよく理解できませんでした。下記にその例題を書きますのでどなたか解説して頂けないでしょうか。
[例題]
(1)最遠使用点での全圧力降下は初期圧力の2%とする。
(2)最大流速は15m/sとし、最大摩擦損失は20mmAq/mとする。

8kg/cm2G圧縮空気の主管の流量を20m3/minとすると、管サイズはいくらになるか。但し、最遠使用点までの相当長を150mとし、管材はSUS(10S)とする。

で答えが、

最遠部での圧損を2%以下とすると許容摩擦損失は8×10^4×0.02／150＝10.7mmAq/mとなる。図表より80Aを選定する。（この図表は圧縮空気の圧力毎（5,7,9）に３種類あり、左縦軸が流量NL/min、横軸が摩擦損失mmAq/m、表内に斜め線で流速m/s、右縦軸が配管口径になっています。

どなたかこの例題を説明して頂けないでしょうか。
宜しく御願いします。

回答No.1

noname#230359 · ベストアンサー

連休中御苦労様です。
まず例題の説明
（1）全圧力降下2％（圧損）＝流体が配管を流れる場合、配管との摩擦により、圧力の損失があります。これを2％に抑える設計をするということです。
（2）最大流速15m/sとし・・・・摩擦損失20mmAq/mとする。＝管内流速は流量・圧力・配管径により変わりますが、通常エアーの標準流速は15m/s程度で設計します。摩擦損失は配管材質により異なる物です。
・相当長150mm＝配管にエルボ・ティー・弁類がある場合、
それらの圧力損失は直管に置き換えて計算します。

ＦＡＸ貰った例題が記載された文献にはこれらの説明も記載されているはずです。
又、配管摩擦係数や、相当長換算の係数なども。
やはり設計されるのであれば、是非参考本を購入してください。流体力学関係の本であれば、だいたい記載あると思います。
ここでの詳細説明にも限界があります。

お礼

お礼が遅くなってすみません。大変参考になりました。できましたらおすすめの参考本を教えては頂けないでしょうか。（配管選定なども例が記載されているようなものがあればいいのですが）

回答No.2

noname#230359

お勧め本ですが、
良い本かどうか解りませんが、私が利用している本は
・機械設計便覧　「共立出版」
・機械設計演習　「学献社」
この2冊は機械設計に関し、広く記載されており配管に限らず利用できます。

・流体の力学計算法　「東京電機大学出版局」
これは非常に薄い本（ページが少ない）ですが、中身は濃いです。
会社にあったので利用してます。

お礼

早速の回答有り難うございます。本屋さんに行ってきます。