オリフィス流量計算機 | HydraulicCalc

差圧からオリフィス体積流量を計算します。

オリフィスプレートは、前後の差圧から流量を計測する較正された絞り機構です。このカルキュレーターはTorricelli/Bernoulli式を用いて差圧・流量係数・オリフィス面積から流量を計算し、逆に必要流量からオリフィス径をサイジングする逆問題にも対応します。排出オリフィス・液位制御絞り・ISO 5167フローメジャリングオリフィスプレートに適用できます。

計算の仕組み

重力ヘッドhによる自由放流では Q = C_d × A × √(2 × g × h)、オリフィス前後の差圧ΔPによる圧力駆動流れでは Q = C_d × A × √(2 × ΔP / ρ)。C_dは流量係数で、管内シャープエッジオリフィス0.61、ISAノズル0.97、管内フローの薄板同心オリフィス0.75。面積 A = π × d² / 4(dはオリフィス径)。流量1%精度にはΔP精度2%が必要です。β比 β = d / D(オリフィス対管径比)は通常0.2〜0.7の範囲で、0.2未満ではオリフィスの寄与が支配的になり、0.7超では上流管形状がC_dに偏りを与えます。

活用シーン

タンク排水時間の推定

3 m液深から空になるまでの排水時間を推定するプロセスエンジニアが、50 mmシャープエッジオリフィスにC_d = 0.61を使ってTorricelliを液位に対して積分し、合計排水時間4.2時間を得ます。

フロー計測プレート

4 barで水100 m³/hのISO 5167オリフィスをサイジングする計装技術者がβ = 0.4を選び、較正差圧が250 mbar(DPトランスミッタースパン内)であることを確認します。

圧力リリーフ絞り

クランプのソフトスタートのために1.5 mm絞りを追加する空圧設計者が、4 bar入口でカルキュレーターから12 L/minの空気流量を得て、目標の立ち上がり時間0.8秒に合うことを確認します。

よくある質問

どの流量係数を使うべきですか?

管内シャープエッジオリフィス:0.61。ISAフローノズル:0.97。ベンチュリ:0.98。丸み付き入口の自由放流タンクオリフィス:0.95。選定前に必ず形状の標準を確認してください。

液体と気体で公式が異なるのはなぜですか?

液体はほぼ非圧縮性なので、Q = C_d × A × √(2gh)が直接適用できます。差圧が50%を超える気体流れは音速になり、臨界流補正が必要です。ΔP/P > 0.1 では膨張係数Yを含む気体式を使用してください。

上流管径は重要ですか?

はい。ISO 5167プレートのC_dはβ = d/Dに依存します。設計者は速度プロファイルが十分発達するよう上流に少なくとも20D、下流に5Dの直管区間を確保します。