パイプ流れ圧力損失計算機は何を計算しますか？

本ツールはDarcy-Weisbach式 ΔP = f·(L/D)·ρU²/2 を用いて、指定したパイプ条件での圧力損失ΔP（PaおよびBar）、Darcy-Weisbach摩擦係数 f、レイノルズ数 Re をリアルタイムで算出します。層流（Re < 2300）では f = 64/Re を、乱流（Re ≥ 4000）ではColebrook-White方程式の反復解を使用します。

パイプ流れ計算機の使い方を教えてください。

①管径D（5〜500 mm）と管長L（0.1〜1000 m）をスライダーで設定します。②管材料（鋼管・鋳鉄管・ガラス管・コンクリート管）または粗さεをカスタム入力します。③流量Q（m³/s）または流速U（m/s）を切替えて入力します。④流体（水20°C・空気20°C・カスタム）を選択します。計算結果はMoodyチャートと圧力損失曲線に即時反映されます。

Moodyチャートとは何ですか？なぜ配管設計で重要ですか？

Moodyチャートは、横軸にレイノルズ数Re、縦軸にDarcy-Weisbach摩擦係数fをとった両対数グラフです。相対粗さε/Dをパラメータとして層流・遷移・乱流の各領域での摩擦係数を一目で読み取ることができます。配管設計においてポンプ動力、圧力損失、流量の関係を定量的に評価するための基本ツールであり、Re=4000以上の乱流域ではε/Dの影響が支配的になります。

Colebrook-White方程式はどのように解いていますか？

Colebrook-White方程式 1/√f = −2 log(ε/(3.7D) + 2.51/(Re√f)) は陰関数のため反復計算（固定点反復法・40回）で解いています。初期値 f=0.02 から開始し、通常5〜10回の反復で誤差10⁻⁸以下に収束します。遷移領域（2300 ≤ Re < 4000）では層流値と乱流値を線形補間しています。

管内流れシミュレーター — 無料オンライン計算機

パイプ条件

管径 D 50 mm

5 mm500 mm

管長 L 10.0 m

0.1 m1000 m

粗さ ε（材料）

流量 Q で入力（OFF = 速度 U）

流量 Q 0.010 m³/s

0.001 m³/s1 m³/s

流体

$Re = \rho U D / \mu$
$f_{lam} = 64/Re$
C-W: $1/\sqrt{f} = -2\log(\varepsilon/3.7D + 2.51/Re\sqrt{f})$
$\Delta P = f \cdot (L/D) \cdot \rho U^2/2$

—

Reynolds数 Re

—

摩擦係数 f

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圧力損失 ΔP (Pa)

—

圧力損失 ΔP (bar)

Moodyチャート (f vs Re)

圧力損失 ΔP vs 流量 Q

計算例

計算例：工場用冷却水配管の圧力損失

内径 50mm、長さ 100m の鋼管（粗度 ε = 0.046mm）に水（20°C）が 3 m/s で流れる場合：

Re = 3×0.05/1.004×10⁻⁶ ≈ 149,400（乱流）
Colebrook 式から f ≈ 0.018
ダルシー・ワイズバッハ：ΔP = f·L/D·ρV²/2 = 0.018×100/0.05×998×3²/2 ≈ 162 kPa

ポンプ選定には継手・弁などの局所損失も加算します（相当管長法）。

パイプ流れ圧力損失計算機 Moody Chart

パイプ条件

Moodyチャート (f vs Re)

圧力損失 ΔP vs 流量 Q

計算例

計算例：工場用冷却水配管の圧力損失

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