配管の計算ツール
配管流速・レイノルズ数 計算
計算の入力欄へ ↓使い方・よくある質問流量と配管サイズから満管時の平均流速とレイノルズ数を計算します。同じ流量での呼び径別流速、冷水・温水のポンプ配管を対象としたKSBの参考範囲を確認できます。比較範囲は安全や規格適合の判定には使えません。
- 主な入力
- 流量、流体、配管サイズ
- 主な結果
- 流速、レイノルズ数、流況、呼び径比較
- 適用範囲
- 円形配管を満たす非圧縮性・単相のニュートン流体が対象です。部分充満・気体・蒸気には適用できず、掲載の水配管参考範囲は他の液体や合否判定には使えません。
公開日: 最終更新: 作成・保守: PlantCalc 運営計算・掲載内容の検証方針
計算結果。平均流速 1.690 メートル毎秒。比較範囲内。安全性や適合性の判定ではありません。
入力条件
結果を見る入力欄には操作確認用の代表値を表示しています。 実際の条件に置き換えてください。必須欄は空欄にせず、ゼロの場合は 0 を入力します。結果は自動で更新されます。
表示温度・組成の概略値です。条件を変更する場合はカスタム入力を選んでください。 物性値・濃度基準・出典を確認
KSB「Head loss」の冷水・温水ポンプ配管の参考値です。水以外には適用しません。原資料は冷水・温水の温度境界を定めていません。 範囲内・範囲外は安全性や適合性の判定ではなく、圧力損失・NPSH などの確認が別途必要です。 水以外・カスタム流体を選択した場合は参考範囲との比較を表示しません。流速とReの計算は引き続き利用できます。
計算結果
入力へ戻る選択したKSB参考条件との比較です。安全性・適合性を保証しません。
呼び径別の流速 (この流量・Sch40 (JIS G 3454))
表は横にスクロールできます。
| 呼び径 | 内径 [mm] | 流速 [m/s] | 参考範囲との比較 |
|---|---|---|---|
| 15A | 16.1 | 68.222 | 比較範囲より高い |
| 20A | 21.4 | 38.614 | 比較範囲より高い |
| 25A | 27.2 | 23.902 | 比較範囲より高い |
| 32A | 35.5 | 14.032 | 比較範囲より高い |
| 40A | 41.2 | 10.418 | 比較範囲より高い |
| 50A | 52.7 | 6.367 | 比較範囲より高い |
| 65A | 65.9 | 4.072 | 比較範囲より高い |
| 80A | 78.1 | 2.899 | 比較範囲より高い |
| 100A | 102.3 | 1.690 | 比較範囲内 |
| 125A | 126.6 | 1.103 | 比較範囲内 |
| 150A | 151.0 | 0.776 | 比較範囲より低い |
| 200A | 199.9 | 0.443 | 比較範囲より低い |
| 250A | 248.8 | 0.286 | 比較範囲より低い |
| 300A | 297.9 | 0.199 | 比較範囲より低い |
検算済みの代表条件
再現できる計算例
- 入力条件
- 20℃の水を 50 m³/h、内径 102.3 mmの配管へ流す条件です。密度は 998.2 kg/m³、粘度は 1.002 mPa·s とします。
- 計算結果
- 断面積 0.008219 m² ／ 平均流速 1.690 m/s ／ Re 172,207（乱流）
- 検算ポイント
- 流量を 50 ÷ 3600 = 0.01388889 m³/s へ変換し、 v = Q/A へ代入すると 1.690 m/sを再現できます。これは初期選択「冷水・ポンプ吐出 (KSB)」の参考範囲内ですが、安全性や 適合性の判定ではありません。同じ流速でも吸込側では圧力損失が NPSHa を減らすため、 圧力損失・NPSH・材質・騒音・経済性を続けて確認します。
表示値は読みやすい桁数に丸めています。代表値、境界値、単位換算、無効入力は公開前の 回帰テストで確認しています。詳しくは 検証・訂正方針をご覧ください。
計算結果の読み方
同じ100Aでも、肉厚を変えると流速は変わる
比較する条件
20℃の水を50 m³/hで流す条件です。100Aの外径114.3 mmは同じでも、Sch40とSch80では内径が異なります。
| 項目 | 100A・Sch40 | 100A・Sch80 |
|---|---|---|
| 厚さ / 内径 | 6.0 / 102.3 mm | 8.6 / 97.1 mm |
| 断面平均流速 | 1.690 m/s | 1.876 m/s |
| レイノルズ数 | 172,207 | 181,430 |
表は横にスクロールして比較できます。
結果から読み取れること
Sch80の流速はSch40より約 11.0% 高くなります。呼び径100Aを内径100 mmとして入力したり、肉厚の異なる配管を同じ内径で計算したりすると、この差を見落とします。購入仕様・メーカー図の実際の外径と厚さを確認してください。
誤解しやすい点と適用条件
比較は公称寸法に基づきます。腐食代・製造公差・内面ライニング・付着物は含めていません。流速だけでは配管の採否や必要圧力は決まらず、圧力損失・運転点も確認します。
手計算で確かめる
この表は固定条件の解説で、計算機の入力とは連動しません。表示は丸めていますが、 比較率は丸め前の値から求めています。実設備の採否を保証するものではありません。
配管流速の計算式と比較範囲の読み方
1. 計算の考え方
満管の円管内の平均流速は、体積流量を流路断面積で割って求めます。 このツールでは、計算した流速をKSBが掲載する冷水・温水ポンプ配管の参考範囲と見比べられます。 速すぎるとエロージョン (壊食)・騒音・振動・圧力損失の増大やウォーターハンマーの リスクが高まり、遅すぎると配管費が過大になるほか、固形分があると沈降・堆積します。
2. 使用する式
- 平均流速
- A = πD² / 4 v = Q / A
- レイノルズ数
- Re = ρ v D / μ
- 流れの状態 (層流 / 乱流) を表す無次元数です。Re < 2300 で層流、 2300〜4000 は遷移域、4000 以上でほぼ乱流とみなします。
3. 記号と単位
| 記号 | 意味 | 単位 |
|---|---|---|
| Q | 体積流量 | m³/s |
| D | 管内径 | m |
| A | 流路断面積 | m² |
| v | 平均流速 | m/s |
| ρ | 密度 | kg/m³ |
| μ | 粘度 | Pa·s (1 mPa·s = 1 cP) |
| Re | レイノルズ数 | — |
4. KSB の水配管参考範囲 (ポンプ吸込・吐出)
下表は KSB「Head loss」の「Recommended flow velocities」と照合した値です。 冷水・温水のポンプ配管が対象で、水以外の液体・重力流下・高粘度液には適用しません。 「比較範囲内」は安全・適合・最適を意味せず、範囲外でも直ちに不適合とはいえません。
| 比較する用途 | KSB 参考値 [m/s] |
|---|---|
| 冷水・ポンプ吐出 (KSB) | 1〜2 |
| 冷水・ポンプ吸込 (KSB) | 0.7〜1.5 |
| 温水・ポンプ吐出 (KSB) | 1.5〜3.5 |
| 温水・ポンプ吸込 (KSB) | 0.5〜1 |
- プロジェクトの配管設計基準と、採用する機器・配管メーカーの条件を優先してください。 流体温度、粘度、材質、固形分、運転方法によって確認事項は変わります。
- ポンプ吸込側では吸込管の圧力損失が NPSHa を減らします。 流速だけでは NPSH の余裕を確認できません (ポンプ揚程・動力・NPSHa 計算参照)。
- 配管材質だけで一律の上限は決まりません。バルブの急開閉やポンプの起動・停止で 発生するサージ圧も、機器・継手を含む配管系の許容条件と照合します。
一次資料の参考値は、対象条件と一緒に読む
KSB の技術辞典「Head loss」の「Recommended flow velocities」では、冷水のポンプ配管に 吸込側 0.7〜1.5 m/s、吐出側 1.0〜2.0 m/sを挙げています。一方、温水では吸込側 0.5〜1.0 m/s、吐出側 1.5〜3.5 m/s です。同資料は冷水・温水の温度境界を数値で定義して いないため、温度から参考条件を自動選択しません。採用仕様と照合して選んでください。 上表と画面の比較範囲は、この資料の値です。
Hayward の「Flow Velocity in Plastic Piping Systems」の「Safe Flow Velocity」も、樹脂配管で 急開閉弁がない場合の 8 ft/s（約 2.44 m/s） と、急開閉弁がある場合の 通常 5 ft/s（約 1.52 m/s） を区別しています。同じ材質でも弁の操作条件が 関わる例であり、樹脂配管全般に共通する合否基準としては扱いません。
5. 適用範囲と注意点
- 円管を満たして流れる非圧縮性の単相液体が対象です。重力流下も満管の条件に限ります。 開水路・部分的に液体が入った管・気体・蒸気・気液二相流には適用できません。
- 平均流速です。局所流速 (エルボ外周・絞り部など) はこれより速くなります。
- 比較範囲は合否基準ではありません。最終的には圧力損失・NPSH・ エロージョン・騒音・経済性を合わせて判断します。
6. 出典と数値の位置付け
以下の公開資料の流速条件を 2026年10月2日に確認しました。HTML 資料は版番号・ページ番号がないため、 資料名と該当節を示します。KSB の該当節と表・画面の参考範囲を対応づけています。
- KSB, Centrifugal Pump Lexicon, Head loss —「Head loss in a pipe」に円管の平均流速 v = 4Q / (πd²) と 記号の単位を掲載。「Recommended flow velocities」に冷水・温水のポンプ吸込・吐出配管の 参考値を掲載。用途別の参考例として参照し、任意の単相液体の許容値とは扱いません。
- Hayward Flow Control, Flow Velocity in Plastic Piping Systems —「Safe Flow Velocity」に弁の急開閉の有無による参考値の違いを掲載。 「Shock Pressure」は弁操作やポンプ起動・停止に伴う衝撃圧の説明です。 原文の ft/s を 1 ft = 0.3048 m で換算して併記しました。
- 適用規格の公式書誌: JIS G 3452:2026 / JIS G 3454:2026 / JIS G 3459:2021 — 呼び径・外径・厚さを確認する規格です。掲載内径は公開寸法表を基に算出しているため、 確定値は採用する版の規格本文またはメーカー寸法表と照合してください
流体物性値の条件と出典
質量%は「溶質の質量 ÷ 水溶液全体の質量 × 100」です。体積%とは異なります。 例えばEG 30質量%はEG 30 kgと水70 kgの組成で、30 Lと70 Lの混合を意味しません。 市販の不凍液・ブラインは添加剤や濃度表示が異なるため、同じ数値でもそのまま置き換えないでください。
資料照合日: 。 表の値は入力欄と同じデータから表示しています。実測値・製品保証値ではありません。このツールでは密度と粘度を使用します。
| 流体・条件 | 密度 kg/m³ | 粘度 mPa·s | 根拠・算出方法 |
|---|---|---|---|
| 水 20℃純水・表示温度の飽和液体 | 998.2 | 1.002 | NIST Chemistry WebBook, SRD 69 — 水の飽和物性表（20〜100℃、20℃刻み） NISTの液相密度・粘度と飽和圧力を丸めた値。高圧での密度変化は含めません。 |
| 水 40℃純水・表示温度の飽和液体 | 992.2 | 0.653 | NIST Chemistry WebBook, SRD 69 — 水の飽和物性表（20〜100℃、20℃刻み） NISTの液相密度・粘度と飽和圧力を丸めた値。高圧での密度変化は含めません。 |
| 水 60℃純水・表示温度の飽和液体 | 983.2 | 0.466 | NIST Chemistry WebBook, SRD 69 — 水の飽和物性表（20〜100℃、20℃刻み） NISTの液相密度・粘度と飽和圧力を丸めた値。高圧での密度変化は含めません。 |
| 水 80℃純水・表示温度の飽和液体 | 971.8 | 0.354 | NIST Chemistry WebBook, SRD 69 — 水の飽和物性表（20〜100℃、20℃刻み） NISTの液相密度・粘度と飽和圧力を丸めた値。高圧での密度変化は含めません。 |
| 水 100℃純水・表示温度の飽和液体 | 958.3 | 0.282 | NIST Chemistry WebBook, SRD 69 — 水の飽和物性表（20〜100℃、20℃刻み） NISTの液相密度・粘度と飽和圧力を丸めた値。高圧での密度変化は含めません。 |
| エチレングリコール 30質量% (20℃)EG 30質量%・水70質量%・20℃（添加剤なし） | 1039 | 2.15 | MEGlobal, Ethylene Glycol Product Guide（2024）, pp.18・28, Fig.7・17 密度: Fig.17、粘度: Fig.7から温度補間した概算値。30質量%の蒸気圧係数は掲載がないため手入力。 |
| エチレングリコール 50質量% (20℃)EG 50質量%・水50質量%・20℃（添加剤なし） | 1064 | 3.83 | MEGlobal, Ethylene Glycol Product Guide（2024）, pp.17・18・28, Fig.6・7・17 密度: Fig.17、粘度: Fig.7から温度補間した概算値。蒸気圧: Fig.6の50質量% Antoine係数で計算。 |
| 塩化カルシウム 25質量% ブライン (−10℃)無水CaCl₂換算25質量%・水75質量%・−10℃ | 要入力 | 6.32 | OxyChem, Calcium Chloride Handbook（September 2026）, p.23, Table 4 粘度: Table 4の25質量%・−10℃列の6.32 cP。密度・蒸気圧はこの条件の根拠未確認のため手入力。25℃の密度表は転用しません。 |
| メタノール (純物質・20℃)メタノールの純物質・20℃の飽和液体（混合溶剤・水溶液には適用しません） | 790.9 | 0.585 | NIST Chemistry WebBook, SRD 69 — メタノールの20℃飽和物性表 NISTの液相密度を小数1桁、液相粘度を小数3桁、飽和圧力をkPaAに換算して小数2桁に丸めた値。高圧での物性変化は含めません。 |
| ベンゼン (純物質・20℃)ベンゼンの純物質・20℃の飽和液体（混合溶剤・水溶液には適用しません） | 878.8 | 0.647 | NIST Chemistry WebBook, SRD 69 — ベンゼンの20℃飽和物性表 NISTの液相密度を小数1桁、液相粘度を小数3桁、飽和圧力をkPaAに換算して小数2桁に丸めた値。高圧での物性変化は含めません。 |
| トルエン (純物質・20℃)トルエンの純物質・20℃の飽和液体（混合溶剤・水溶液には適用しません） | 866.8 | 0.587 | NIST Chemistry WebBook, SRD 69 — トルエンの20℃飽和物性表 NISTの液相密度を小数1桁、液相粘度を小数3桁、飽和圧力をkPaAに換算して小数2桁に丸めた値。高圧での物性変化は含めません。 |
| n-ヘキサン (純物質・20℃)n-ヘキサンの純物質・20℃の飽和液体（混合溶剤・水溶液には適用しません） | 659.3 | 0.313 | NIST Chemistry WebBook, SRD 69 — n-ヘキサンの20℃飽和物性表 NISTの液相密度を小数1桁、液相粘度を小数3桁、飽和圧力をkPaAに換算して小数2桁に丸めた値。高圧での物性変化は含めません。 |
丸め・補間の方法と検算条件
水はNISTの飽和物性表の液相（l）列を使用し、密度を小数1桁、粘度を小数3桁、蒸気圧をkPaへ換算して小数2桁に丸めています。飽和状態を基準にした概略値で、高圧の圧縮液には別の物性値が必要です。100℃の水の蒸気圧は101.42 kPaAで、標準大気圧101.325 kPaとは一致しません。
メタノール・ベンゼン・トルエン・n-ヘキサンもNISTの20℃飽和物性表を使用し、水と同じ桁数で丸めています。密度・粘度は液相（l）列で、蒸気相（v）列ではありません。含水品・市販の混合溶剤・別温度にはそのまま使わず、カスタム入力で運転条件の値へ変更してください。
EGは20℃ = 68°F。原資料の50°Fと100°Fの値から、補間割合 (68−50)/(100−50) = 0.36 を使います。この温度補間はPlantCalcの概算方法であり、メーカーが20℃の保証値を示したものではありません。
密度: S = A + Bx + Cx²（x: EG質量%）。Fig.17で求めた比重Sを線形補間し、60°Fの水の密度の丸め値999.0 kg/m³を掛け、整数に丸めます。30質量% → 1039、50質量% → 1064 kg/m³。
粘度: L = log₁₀(μ) = A − B/(x + C)。Fig.7で求めたLを線形補間して μ = 10ᴸ に戻し、小数2桁に丸めます。30質量% → 2.15、50質量% → 3.83 mPa·s。
塩化カルシウムの粘度は原表の6.32 cPをそのまま使用します（1 cP = 1 mPa·s）。これは動粘度（mm²/s）ではありません。密度表Table 3bは25℃であり、−10℃の密度としては採用していません。
「物性は手入力」と表示される流体は、以前の概略値に対応する原典と条件を確認できないため自動入力を停止しています。 流体の選択肢は残しています。使用する製品の温度、純度、濃度の定義を確認し、必要な物性値を手入力してください。 資料に値がない場合は推測で埋めず、メーカーへ確認してください。
使い方とよくある質問
入力から結果を確認するまで
- 必要な流量と単位を決め、流体の密度・粘度を使用温度や組成に合わせます。質量流量を入力するときは、密度による体積流量への換算にも注意します。
- 管種・呼び径または内径を指定し、平均流速とレイノルズ数を確認します。呼び径が同じでも肉厚によって内径が違うため、管種をそろえて比較します。
- 呼び径別の流速を候補の比較に使います。水配管の参考範囲の適用条件を確認し、候補径について圧力損失や接続寸法も別途調べます。
入力・結果で迷ったとき
- 同じ呼び径なのに、管種を変えると流速が変わるのはなぜですか？
- 計算は呼び径の数値ではなく内径を使います。外径と肉厚から求める内径が変わると流路断面積が変わり、同じ流量でも流速とレイノルズ数が変わります。比較時は管種と掲載内径を確認します。
- 参考範囲に入れば、その管径を採用できますか？
- 表示する参考範囲はKSBの冷水・温水のポンプ配管に対応する比較用です。他の液体へ共通に適用したり、安全性・規格適合の判定に使ったりはできません。圧損、騒音、材料、設備仕様も確認してください。
- 蒸気や部分充満の配管にも使えますか？
- 対象は円形配管を満たす非圧縮性・単相のニュートン流体です。部分充満や気体には適用できません。乾き飽和蒸気の流速は、圧力と質量流量を入力する蒸気流速ツールで確認します。