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Fluid Engineering

ポンプキャビテーション・NPSH計算機

吸込ヘッド・流量・配管損失・流体温度からNPSH有効値と必要値を計算。ポンプ曲線・システム曲線をリアルタイム表示してキャビテーション余裕を評価。

システム条件
流体種類
吸込ヘッド z_s-2.0 m
負 = タンクより下(吸上げ)
流量 Q0.050 m³/s
吸込管径 D_s0.100 m
吸込管長さ L_s10.0 m
管壁粗さ ε0.046 mm
ポンプ特性
ポンプ最大ヘッド H_max50.0 m
設計流量 Q_design0.100 m³/s
安全マージン Δ_min1.0 m
回転数比 n/n₀1.00
アフィニティ則(速度変更効果)
NPSH_A [m]
NPSH_R [m]
余裕 Δ [m]
キャビテーション
揚程 H [m]
吸込速度 v_s [m/s]
蒸気圧 P_v [kPa]
管損失 h_f [m]

NPSH計算式

$NPSH_A = \dfrac{P_s - P_v}{\rho g} + \dfrac{v_s^2}{2g} + z_s - h_f$

$h_f = f \cdot \dfrac{L_s}{D_s} \cdot \dfrac{v_s^2}{2g}$(Darcy-Weisbach)

Moody摩擦係数(Colebrook-White):$\dfrac{1}{\sqrt{f}} = -2\log\!\left(\dfrac{\varepsilon/D}{3.7} + \dfrac{2.51}{Re\sqrt{f}}\right)$

アフィニティ則:$Q \propto n$, $H \propto n^2$, $NPSH_R \propto n^2$

実務ポイント:高温水・炭化水素では蒸気圧が高くNPSH_Aが激減。吸込管径を大きくするか、ポンプをタンク直下に設置してz_sを正にすることが最も効果的。

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