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液体配管の圧力損失とは？
- 液体配管の圧力損失について調査します。処理槽とサブ槽が配管で接続され、ポンプによる循環系になっている場合、配管の圧力損失を知りたいです。
- 液体配管の圧力損失は、処理槽とサブ槽を接続する配管において発生します。ポンプによる循環系において配管の圧力損失を求めるため、各部の条件を考慮して計算を行います。
- 液体を処理槽とサブ槽で循環させる配管において、ポンプの運転条件や材質、配管の長さや形状などの要素によって圧力損失が発生します。本質的な流体の流れやポンプの性能を考慮して、配管の圧力損失を評価する方法を考えます。
- その他（開発・設計）
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> ?ポンプ： > １）PP製マグネットポンプ（エレポン：SL-20N） > ２）配置：サブ槽下部と同じ高さに設置するものとします。 マグネットポンプの性能曲線を確認する場合に、登録が必要なのはきつい。 マグネットポンプの吸い込み側は、空廻し不可なのでサブ槽液面より低く取付なので、 0.00*MPa程度での流量25L/min確認で可と考える。（真空計測定値があればベター） > ?ポンプ吐出配管： > １）材質 ：VP20A > ２）水平配管距離 ：2ｍ > ３）垂直配管距離 ：1.5ｍ > ４）エルボ（TSエルボ20A） ：3ケ所（処理槽流入部の1ケ所も含む） マグネットポンプの吐き出し側は、使用周波数にもよりますが、50Hzでも流量25L/minなら 全揚程５m以上なので５mで確認。吸い込み側配置がサブ槽下部と同じ高さに設置するもの とするなので、５mで確認。５m－１．５m ＝ ３．５m以内の圧力損失水頭であればよい。 > ?オーバーフロー配管 > １）材質 ：VP40A > ２）水平配管距離 ：1ｍ > ３）垂直配管距離 ：0.75ｍ（サブ槽の高さがあるため1.5ｍでない） > ４）エルボ（TSエルボ20A） ：3ケ所（処理槽流入部の1ケ所も含む） 0.75ｍ/2 揚程から圧力損失を差し引いて、VP40Aに流れる流量を算出。 圧力 ⇒ 流速を求めるのは、ベルヌーイの定理で求めます。 > ?処理槽 > １）材質 ：PVC > ２）吐出の垂直配管が1.5ｍだが、処理槽は0.5ｍ高さとして > 液は処理槽上部から処理槽内に流入するとします。 吐出の垂直配管が1.5ｍだから、処理槽高さ0.5ｍはそれに含まれると解釈 > ?サブ槽 > １）材質 ：PVC > ２）サブ槽下部から、ポンプが吸い込むとします。 マグネットポンプの吸い込み側の前記述を要確認。 > ?流体： > １）液種：水（本当は水に近い薬液ですが、水とした方が計算 > しやすいので、水でお願いします。ただ、計算式の > 中で比重・比熱・粘度が必要でしたら、計算に > 含めていただければと思います。） > ２）温度：40℃ 水の常温で先ず確認するで可でしょう。
小生も、関連の簡単な書籍を購入して、ご自分で確認した方がよいと考えます。 > 概要；処理槽（やや上部）とサブ槽（下部）があり、配管で接続され、ポンプによる > 循環系になっている配管の圧力損失が知りたいです。 > サブ槽からポンプで吸い込み、処理槽にポンプアップし、オーバーフロー配管で、また > サブ槽に戻ってくるものとします。 > 処理槽上部と、ポンプ吸い込み部の高低差は1.5ｍです。サブ槽とポンプは仮に床面に > 設置されているものとします。 ですから、 ◆ サブ槽 ⇒ PP製マグネットポンプ（の配管部分）を確認する。 PP製マグネットポンプは、空回り不可と推測するので、常に接液する構造なるため、 揚程は考慮不要で、ポンプの吸い込み特性（圧）と配管内径を基本に、圧力損失を考慮。 ◆ PP製マグネットポンプ ⇒ 処理槽（の配管部分）を確認する。 揚程の考慮必要で、ポンプの吐き出し特性（圧）と配管内径を基本に、圧力損失を考慮。 ◆ 処理槽の構造 オーバーフロー槽ということなので、オーバーフローを受ける槽周囲の樋部分とその集口 部分を確認する必要があります。 できれば、簡易テストで（25L/min以上の処理能力を）確認した方がよいでしょう。 予想では、オーバーフロー槽のダウンサイジングも必要でしょうから。 ◆ 処理槽 ⇒ サブ槽（タンク）（の配管部分）を確認する。 トリチェリーの定理を利用したもっともオーソドックスな圧力損失計算方法です。 関連の簡単な書籍にも、例題として掲載が多い内容です。 と分けて確認下さい。 ネットのURLは、それらの関連性確認が難しい内容が多いです。 書籍は、水力学又は流体力学のものです。 機械設計便覧や機械工学便覧でも、簡単な掲載はあります。 又は、工業高校周辺の書店でその教科書を確認してみるか、工業大学周辺の古本屋で教本を 確認してみるかで、良ければ購入の方法もあります。 > ±10％くらいの誤差ならOKですので、処理槽部・サブ槽部などの細かい形状によって、 > 微妙に流量が変わるというのは無視していただければと思います。 ですが、……を無視しなくても計算値と実際は±10％以上と思います。 （実測結果の係数であり、その一般的内容を記述なので、施工方法でも多少異なるから）
お礼
ご回答いただきまして、ありがとうございます。 いろいろと記載いただいて恐縮ですが、 今回の質問に関連するような書籍は具体的にどういったものが ございますでしょうか。 また、計算式の記載されているURLでは理解できませんでしたので、 結果として±10％程度の違い（例えばポンプ発熱による粘度の変化など） なら問題ありませんので、 どなたか本質問になぞらえた計算をしていただければ幸いです。 ご回答いただき、ありがとうございます。 参考にさせていただきたいと思います。
大学の課題でなく、実際の設計のようですから、ご自分でご確認下さい。 資料1はレイノルズ数から求める方法 ｢計算できる演習ページ｣｢管内流れの圧力損失｣を選択下さい。 資料2は給水管における経験式です。 資料1と2は共に圧損の計算方法ですが、求め方は異なります。 直管については先の資料を参照の上、計算下さい。 曲管については下記を参照下さい。 http://www.jsrae.or.jp/annai/yougo/114.html 各部の圧力と流速を求めて行き、それぞれの流速から圧損を計算します。 圧損は経路とともに加算してゆきます。管路は分流しなければ、流量は 一定です。圧損が増えると流量は減ります。ここの管路の損失を加算して 総合的につじつまが合うように、繰返し計算します。 資料2が未表示になっていましたので追加します。 http://kyusouken.com/flow.html#part6 VP管の計算は http://www.sunhope-aqua.com/keisan/test2.cgi 継手やバルブの直管換算 http://www.aquasoft-net.com/kakusyusiryou/kyuusuitugitenokanzantyou.pdf 計算例は http://www.city.urasoe.lg.jp/archive/8761234/wsomu/kyusuisinsei/4.tyokketukeisann.pdf
- 参考URL：
- http://chemeng.in.coocan.jp/
お礼
ご回答いただき、ありがとうございました。 申し訳ありませんが、よくわかりませんでした。 現在まで調べたところ、直管部の圧力損失、エルボの圧力損失、 垂直方向の揚程、を足していけばいいのかなとなんとなく そう思っているのですが、不確かです。 VP管の係数、エルボの係数などもわかりません。 大変お手数ですが、計算式でご教示いただけますと助かります。 よろしくお願い致します。 回答いただきまして、ありがとうございます。 例えば排気の場合は、 直線ダクトの圧力損失 + エルボの圧力損失 + ファンの吸い込み・吐出口での圧力損失 を計算すれば 出るようになっております。 必要な条件は、直管の抵抗係数、速度圧を求めるときの 空気密度、あとは距離や風速です。 このような感じの計算式はございますでしょうか。 大変恐縮ですが、ご提示のURLの式はVP管の係数などがなく また、試行錯誤が必要とあるためいまいち理解できませんでした。 ご回答いただきまして、ありがとうございました。 いろいろと資料教えていただきましたので、 なんとなくわかりそうな気がします。 一度自分で計算してみます。 また、わからないところありましたら質問させて いただくかもしれませんが、よろしくお願い致します。 ありがとうございました。
お礼
ご回答いただき、ありがとうございます。 参考にさせていただきたいと思います。