油圧管路圧力降下計算機 | HydraulicCalc

油圧管路の圧力損失を計算します。

配管に沿った圧力損失はポンプ動力を消費し、負荷点でのアクチュエーター圧力を低下させます。このカルキュレーターはDarcy–Weisbach方程式を使い、配管長・内径・流量・流体密度・粘度からΔPを計算し、レイノルズ数に基づいて層流(Hagen–Poiseuille)または乱流(Swamee–Jain)の摩擦係数を自動適用します。推力・流量計算に次いで油圧システム設計で最も使われるツールです。

計算の仕組み

ΔP = f ×(L / D)×(ρ × v² / 2)で、fはDarcy摩擦係数、Lは配管長、Dは内径、ρは流体密度、vは平均流速です。摩擦係数は流れのモードに依存します:層流は f = 64 / Re(Re < 2,300)、乱流はSwamee–Jainの陽的形式 1/√f = −2 × log₁₀(ε/3.7D + 5.74/Re^0.9)(Re > 4,000)。粗さεは引抜鋼管で0.0015 mm、市販鋼管で0.046 mm、亜鉛メッキで0.26 mmです。システム全体の圧力損失は各直線区間の合計と継手の等価長さの和です。等価長さカルキュレーターが継手分を処理します。

活用シーン

ポンプ吐出圧力のサイジング

ISO VG 32オイル80 L/minを内径16 mmの圧力チューブ8 mに流すシステム設計者がΔP = 4.5 barを計算し、シリンダー圧力250 barを確保するためにポンプリリーフを255 barに設定するときポンプサイジングに加算します。

長距離ラインの損失

30 mの戻りライン末端でアクチュエーター速度低下を調査するメンテナンスエンジニアが80 L/minで12 barの損失を計算し、12 mmホースを16 mmチューブに交換してアクチュエーター速度を試運転仕様に回復させます。

クーラー圧力バジェット

パワーユニット製作者が100 L/minで0.6 barの損失を持つ戻り側クーラーを選定し、カルキュレーターで戻りライン合計損失(クーラー+フィルター+配管)がポンプ軸シールの2 bar上限内に収まることを確認します。

よくある質問

層流の公式はいつ使えますか?

Re < 2,300のとき、通常は油圧吸入ラインや非常に遅いオイル流れです。Re > 4,000では乱流式を使用します。遷移域(2,300〜4,000)では結果が不確実なため、安全側として乱流として扱ってください。

温度は圧力損失に影響しますか?

はい。オイル粘度は温度で急激に低下します。ISO VG 46は40 °Cで46 cStですが60 °Cでは約22 cStになります。粘度低下は層流では摩擦係数を下げますが、レイノルズ数を上げる可能性もあります。常に予想運転温度で計算してください。

粗さとは何で、どこで調べますか?

粗さεは配管壁面の凹凸の平均高さです。メーカーが公表しています:引抜鋼管で0.0015 mm、新品の市販配管で0.025 mm、亜鉛メッキ管で0.15〜0.30 mmです。