流動
ポンプ計算(全揚程・NPSH・軸動力)
液体を送るポンプを選ぶときには、「どれだけの高さ・圧力に打ち勝って送れるか(全揚程)」「ポンプの入口で液が沸騰(キャビテーション)してしまわないか(NPSH)」「モーターはどれくらいの出力が必要か」を確認する必要があります。
このツールは、配管の高低差・圧力条件・摩擦損失などから、これら3つをまとめて計算します。
ポンプメーカーへ仕様を問い合わせる前の、社内での事前検討に向いています。
ハーゲン・ポアズイユ流れの使い方と考え方
配管の内径と平均流速、流体の粘度を入力します。
H = 実揚程 + (Pd-Ps)/(ρg) + 摩擦損失水頭 NPSHa = (Pa-Pv)/(ρg) + 吸込ヘッド – 吸込摩擦損失
考え方は、層流(整然とした流れ)では配管の中心が最も速く、壁面がゼロになる放物線状の速度分布になる、という流体力学の基本解にもとづいています。層流であることが前提の計算なので、先にレイノルズ数(配管のレイノルズ数のツール)で層流であることを確認してから使うのがおすすめです。
ポンプ全揚程・軸動力計算ツールの概要
本ツールは、液体の送送・循環に使用されるポンプの必要全揚程、軸動力、およびモーター出力（原動機定格容量）を試算する計算ツールです。
必要な吐出量（流量）や配管系の全揚程（実揚程と摩擦損失の合計）、ポンプ効率、余裕率を指定することで、ポンプ選定に必要なスペックや消費電力を迅速に把握できます。
計算の仕組みと動力の考え方
ポンプの動力計算では、液体に与える位置エネルギー・圧力エネルギーと、ポンプ内部の損失を段階的に計算します。
・水動力（理論動力）：送送する液体を目的の高さ・圧力まで持ち上げるために理論上必要となる純粋な水エネルギーです。
・軸動力：
ポンプ軸に入力すべき機械的エネルギーです。水動力を「ポンプの全効率（体積効率・水力効率・機械効率の積）」で割って算出します。
・原動機出力（モーター容量）：
軸動力に起動時の負荷や運転変動を見込んだ「余裕率（伝達係数・安全率）」を掛け合わせた定格出力です。
ポンプ選定・設計における実務上の注意点
1. 全揚程（Total Head）の正解な把握
全揚程は単なる落差（実揚程）だけでなく、配管の摩擦損失（直管圧損）、バルブ・エルボ等の局所損失、および目的地の吐出圧力を水頭（m）に換算して合算する必要があります。
2. ポンプ効率（η）の設定目安
ポンプの型式や運転点（流量）によって効率は大きく変動します。
・小型渦巻ポンプ：
40 〜 60% 程度
・中〜大型渦巻ポンプ：
60 〜 80% 程度
・高粘性流体・特殊ポンプ：
30 〜 50% 程度
3. モーター余裕率（α）の設定
過負荷や電源電圧の変動を防ぐため、軸動力に対して一般的な陸上ポンプでは 1.1 〜 1.2（10〜20%増）程度の余裕率を見込んで容量を選定します。
