この圧力損失モデルが教科書流体力学とどう対応するか
本ページでは計算機の前提、実装している相関式、同僚と再現可能なリンクを共有する方法を説明します。ライブモデルはブラウザ内でローカル実行され、決定論的な式のみを用い、サーバ側での流体解析は行いません。
モデル前提（結果を引用する前に必読）
- 単相・非圧縮性流体で、管路沿いの密度および粘度は一様とみなします。
- 内径 D、絶対粗さ ε、長さ L にわたる平均軸方向速度 v は一定（十分発達流れ；入口長は明示的にはモデル化しません）。
- 直管損失は Darcy–Weisbach 式を用い、Darcy 摩擦係数 f はレイノルズ数が層流・遷移・乱流の全域にわたる Churchill（1977）の統一式から求めます。
- 局所損失は ΣK×ρv²/2 で、ユーザー定義の合算 K（継手表または手入力 K）を用います。
- 標高差項は ΔPz = ρgΔz、g = 9.80665 m/s² とします。符号は座標系に従って解釈してください（上向き正の Δz は静圧要件を増やします）。
- 熱伝達、圧縮性、多相流、非ニュートン流れ、非定常／過渡現象はモデル化しません。
規準・相関式・参考文献
- Churchill, S.W. (1977), "Friction-factor equation spans all fluid-flow regimes", Chemical Engineering, 84(24), 91–92 — 本ツールで用いる統一 f(Re, ε/D)。
- Bird, R.B., Stewart, W.E., Lightfoot, E.N., Transport Phenomena（第2版, Wiley）— Darcy–Weisbach 式と配管系の機械エネルギー収支。
- Idelchik, I.E., Handbook of Hydraulic Resistance — 局所損失係数 K と継手カタログの背景。
- Crane Co., Flow of Fluids Through Valves, Fittings, and Pipe（TP-410）— K 値の産業慣行（継手ヘルパーの着想元）。
- 契約上 Hazen–Williams が必須の場合、前提を見直さずに本 Darcy–Weisbach 結果へ置き換えないでください。HW は経験式でレイノルズ数を明示しません。
共有可能な URL（クエリに SI 入力を符号化）
表の下の「共有可能なリンクをコピー」を使用します。クエリキーは SI：rho（kg/m³）、mu（Pa·s）、D（m）、L（m）、eps（m 絶対粗さ）、v（m/s）、z（m 標高差）、K（局所損失合算係数）。リンクを開くと入力が復元されます；出力を更新するには再計算してください。URL に K がある場合、局所損失行は合計の一貫性のため 1 つのカスタム K に集約されます。
よくある質問
- いつ Darcy–Weisbach を Hazen–Williams より優先すべきですか？
- ρ、μ、ε を与えられ、レイノルズ数に依存する摩擦を扱う一般の液体・気体では、Darcy–Weisbach がより基礎的です。Hazen–Williams は水道管路向けの経験的ショートカットで有効範囲が狭く、都市水理では依然よく使われますが、蒸気・炭化水素・水以外の流体と安易に混用しないでください。
- 現場計測がこの計算機と食い違うのはなぜですか？
- 実設備には表にない継手、半開弁、管路の経年変化、付着物、温度依存粘度、入口効果、計器位置の差があります。出力は数量級や設計チェック用として扱い、認定された損失調査の代替にはしないでください。
- 摩擦係数 f はどのように求めますか？
- レイノルズ数と相対粗さに対する Churchill の統一明示式を用いた後、ΔPf = f (L/D) (ρv²/2) を適用します。低レイノルズ数では同じ流れから層流の Hagen–Poiseuille 挙動が得られます。
- 標高項にポンプ揚程は含まれますか？
- 含みません。端点間の連続した静水頭差に対する ρgΔz のみです。ポンプ、能動的絞りの制御弁、水頭線の不連続は別の機器曲線が必要です。
本ページの詳細文（見出し、前提、参考文献、FAQ 等）は AI 支援で作成・翻訳されている場合があります。判断と適用規格は依然として工程上必須です。数値モデルは実装どおりブラウザ内でローカル実行されます。契約・法規上重要な用途では原典規格と資格ある審査に依拠してください。