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流体計測

オリフィス流量計 設計計算ツール

オリフィス流量計の簡易計算。配管径・β比・差圧・温度からコーナータップのCdと流量を反復計算。検算例と適用範囲を掲載。気体はε=1の近似で、ISO適合・設計精度を保証しません。

入力パラメータ
配管内径 D
mm
ベータ比 β = d/D
差圧 ΔP
Pa
温度 T
°C
流体
オリフィス流れ可視化（ベナ・コントラクタ）
0.50
β = d/D
0.60
流量係数 Cd
5.0
差圧 Δp [kPa]
0.0
流量 Q [L/s]
0.0
オリフィス速度 [m/s]
0.0
永久圧力損失 [kPa]
流線（速いほど赤） ベナ・コントラクタ 差圧マノメータ Δp
計算結果

—
流量係数 Cd
—
体積流量 Q (m³/h)
—
質量流量 ṁ (kg/h)
—
レイノルズ数 ReD
—
速度接近係数 E
—
オリフィス径 d (mm)
Q – ΔP 曲線
Cd – ReD 曲線
理論・主要公式

$q_m = C_d \cdot \varepsilon \cdot \dfrac{\pi}{4}d^2 \sqrt{\dfrac{2\Delta p\,\rho}{1-\beta^4}}$

Reader-Harris/Gallagher式（Cd）
$C_d = 0.5961 + 0.0261\beta^2 - 0.216\beta^8 + \dfrac{0.000521(10^6\beta/Re_D)^{0.7}}{...}$

※ 本ツールはε=1の非圧縮性近似です。気体・蒸気の膨張補正εは適用していません。

オリフィス流量の式と計算例

qm=Cd·Ao·√(2ΔPρ/(1−β⁴))、Q=qm/ρ。β=d/D、Ao=πd²/4です。Dはmmからmに換算し、Qはm³/h、qmはkg/hで表示します。

🙋 図の流量と結果カードの値はなぜ単位が違うのですか？
🎓 図はL/s、結果カードはm³/hだからです。1L/s=3.6m³/hで換算すると一致します。孔径を変えると流量だけでなくReDとCdも変わるので、固定Cdの別式で図を描くべきではありません。

水配管の検算例

D=50mm, β=0.60, d=30mm, ΔP=100000Pa, T=20°C: ρ=992.832kg/m³, Cd=0.61013, Q=23.620m³/h (6.561L/s), qm=23450.26kg/h, ReD=165877. β=0.70: Q=34.205m³/h.

モデルと適用範囲

水物性は簡易近似で、20°Cではρ=992.832kg/m³、μ=0.001Pa·sです。標準物性表との一致や高温での液相維持を保証しません。実配管の検討には検証済み物性値を使ってください。図の流量と結果カードは同じ計算を使い、図の永久圧力損失は(1−β^1.9)ΔPという別の模式近似です。

コーナータップのReader-Harris/Gallagher式です。L1=L2′=0、小径管D<71.12mmには0.011(0.75−β)(2.8−D/0.0254)を加えます。フランジタップの校正には対応しません。

管径50〜1000mm、孔径12.5mm超、β=0.1〜0.75、ReD≧5000（β>0.56ではReD≧16000β²）が相関式の目安です。UIには範囲外もあり、その場合は警告を表示します。取付け・直管長・粗さ等は検証せず、ISO適合や実機精度を保証しません。

Cdを固定すればQは√ΔPに比例しますが、本ツールはReDからCdを反復計算します。差圧誤差の影響は概ねδQ/Q≈0.5δΔP/ΔP（他の量とCd固定）。例えばΔP=5000Paで±100Paなら流量は約±1%です。直管長は上流機器やβなどに依存し、一律30Dで十分とは限りません。

FAQ

流量はどの式で計算しますか？

qm=Cd·Ao·√(2ΔPρ/(1−β⁴))、Q=qm/ρ。β=d/D、Ao=πd²/4です。Dはmmからmに換算し、Qはm³/h、qmはkg/hで表示します。

どの圧力取出し方式に対応しますか？

コーナータップのReader-Harris/Gallagher式です。L1=L2′=0、小径管D<71.12mmには0.011(0.75−β)(2.8−D/0.0254)を加えます。フランジタップの校正には対応しません。

空気や蒸気を正確に測れますか？

いいえ。膨張係数ε=1の非圧縮性近似です。空気密度は101325Paの理想気体、蒸気は簡易物性で、飽和蒸気表を参照していません。気体・蒸気の設計や課金計量には使わないでください。

範囲外の値はどう扱いますか？

管径50〜1000mm、孔径12.5mm超、β=0.1〜0.75、ReD≧5000（β>0.56ではReD≧16000β²）が相関式の目安です。UIには範囲外もあり、その場合は警告を表示します。取付け・直管長・粗さ等は検証せず、ISO適合や実機精度を保証しません。

Reader-Harris/Gallagher: reference implementation and limits

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使い方ガイド

管内径Dをmm、差圧ΔPをPaで入力します。β=d/Dと温度°Cを設定し、水・空気・蒸気から選びます。結果は入力に連動して更新します。図はL/s、結果カードはm³/hです。

具体的な計算例

D=50mm, β=0.60, d=30mm, ΔP=100000Pa, T=20°C: ρ=992.832kg/m³, Cd=0.61013, Q=23.620m³/h (6.561L/s), qm=23450.26kg/h, ReD=165877. β=0.70: Q=34.205m³/h.

実務での注意点

オリフィス流量計の簡易計算。配管径・β比・差圧・温度からコーナータップのCdと流量を反復計算。検算例と適用範囲を掲載。気体はε=1の近似で、ISO適合・設計精度を保証しません。 水物性は簡易近似で、20°Cではρ=992.832kg/m³、μ=0.001Pa·sです。標準物性表との一致や高温での液相維持を保証しません。実配管の検討には検証済み物性値を使ってください。図の流量と結果カードは同じ計算を使い、図の永久圧力損失は(1−β^1.9)ΔPという別の模式近似です。