圧縮空気 CFM 計算ツール：配管の流量と圧力損失
チューブのサイズ、長さ、供給圧力、および空気消費量を入力してください。この計算ツールは、空気速度、圧力損失、および配管末端での残留圧力を算出します。また、設定した圧力損失の範囲内で、そのチューブが搬送可能な最大流量を逆算して算出します。 流量は、コンプレッサーやエアツールの定格と同様に、自由空気（大気圧下での体積）として入力します。
0.5 barの圧力損失における最大自由空気流量
供給圧力 7 bar（ゲージ圧）。上記の工具と同じ方法で算出。
| チューブのサイズ | 内径 ID (mm) | 3 mでのL/min | 10 mにおけるL/min | 10 mにおけるcfm |
|---|---|---|---|---|
| 4 × 2.5 mm | 2.5 | 30 | 16 | 0.6 |
| 6 × 4 mm | 4 | 106 | 55 | 2.0 |
| 8 × 5 mm | 5 | 194 | 101 | 3.6 |
| 8 × 5.5 mm | 5.5 | 251 | 131 | 4.6 |
| 8 × 6 mm | 6 | 318 | 166 | 5.9 |
| 10 × 6.5 mm | 6.5 | 395 | 206 | 7.3 |
| 10 × 8 mm | 8 | 692 | 361 | 12.8 |
| 12 × 8 mm | 8 | 692 | 361 | 12.8 |
| 14 × 10 mm | 10 | 1,265 | 660 | 23.3 |
| 16 × 12 mm | 12 | 2,071 | 1,080 | 38.2 |
| 1/8インチ | 1.58 | 9 | 5 | 0.2 |
| 1/4インチ | 4.35 | 133 | 70 | 2.5 |
| 3/8インチ | 6.35 | 371 | 193 | 6.8 |
| 1/2インチ | 9.6 | 1,133 | 591 | 20.9 |
電卓の仕組み
同じ行に対して2つのチェックが適用されています。
風速
自由気流は、大気圧と絶対ライン圧力の比を用いてボイルの法則に基づき、ライン圧力下での体積に換算され、さらに管の内断面積で除算される。これが、 オークリッジ国立研究所 MEASUR 風速計算ツール. 大気圧は絶対圧で1.01325 barとする。
圧力損失
圧力損失の計算には、Engineering ToolBoxが公開している圧縮空気の経験式を使用します：
dp = 7.57 × q1.85 ・L・104 / (d5 ・p)
ここで、dp は圧力損失（kg/cm²）、q は大気条件における空気流量（m³/min）、L は配管の長さ（m）、d は内径（mm）、p は初期ゲージ圧（kg/cm²）である。 出典によると、この単一の式は、約1 kg/cm²（14～15 psi）未満の圧力降下を対象としており、より長い配管や圧力降下が大きい配管については、各区間の終端圧力を次の区間の始点圧力として、配管を複数の区間に分割することを推奨しています。 この計算ツールでは、100の等間隔の区間に自動的に分割されるため、大きな落差も出典に記載されている方法に従って処理されます。詳しくは、 Engineering ToolBoxの「圧縮空気の圧力損失」ページ.
この式は、圧縮空気配管に関する一般的な経験則であり、特定の配管の測定値ではありません。継手、バルブ、急カーブなどは、配管自体に加えて損失を生じさせますが、温度は計算の要素には含まれません。 この計算結果を用いて配管のサイズを決定し、選択肢を比較してください。重要な回路については、レイアウト図をお送りいただければ、データシートの値と照らし合わせて確認いたします。
結果の読み方
ベロシティ
オークリッジの圧縮空気配管に関する指針では、メインヘッダーについては約20フィート/秒（6 m/s）、 分岐配管では30フィート/秒（9 m/s）以下、ラインドロップおよび供給ラインの上限は50フィート/秒（15 m/s）となっています。これらの数値はプラント配管を対象としたものです。 単一のシリンダーや工具につながる短い配管については、これらの基準値を超えても構いません。連続した大流量の配管については、より大口径の配管を選択してください。
圧力損失
内径が小さい場合、配管が長い場合よりもはるかに大きな圧力が必要となります。計算式では、圧力損失は流量の1.85乗に比例して増加し、内径の5乗に比例して減少し、長さに比例してのみ増加します。 内径を4 mmから6 mmに広げると、同じ流量の場合、圧力損失は約87パーセント減少します。これは、(4/6)5 約0.13です。選択する前に、同じ圧力と流量でのサイズを比較してください。
チューブの選び方
サイズ一覧に記載されている内径は、当社のPA6、PA12、およびPUのデータシートに記載されている値です。その他のグレードについては、データシートに記載されている内径を入力してください。使用圧力、温度、および曲げ半径については別途確認が必要です。詳しくは、 チューブのサイズ表 各サイズについて、定格圧力を併記しています。
- PA6チューブ（ナイロン6）: ほとんどのサイズにおいて、このシリーズの中で最も高い耐圧定格を備えています。
- PA12ナイロンチューブ: 湿潤環境下でも寸法が安定している。
- ポリエーテル系ポリウレタンチューブ: 湿気や水洗いのあるライン向けの柔軟性のあるポリウレタン。
- ウレタンチューブ（PU）: 移動式機械向けに、最小の曲げ半径を実現。
psiをcfmに変換できますか？
いいえ。圧力（psi または bar）と流量（cfm または L/min）は異なる物理量であるため、両者の間には直接的な換算関係はありません。 配管が運ぶ流量は、配管両端の圧力差、管の内径と長さ、および回路内の抵抗によって決まります。そのため、この計算機ではこれら4つの入力値すべてを求めます。同じ種類の単位を変換するには、 チューブ単位換算ツール: 1 cfm = 28.3168 L/min、1 bar = 14.5038 psi。
よくある質問
自由気流（FAD、SCFM）とは何ですか？
これは、圧縮前の大気圧条件下で測定された空気量です。コンプレッサーの出力やエアツールの消費量は通常この方法で表記されるため、消費量は「フリーエア」として入力してください。配管内では、同じ質量の空気がより小さな体積を占めますが、計算機は流速を計算する際にこの点を考慮に入れています。
配管ラインにおいて、どの程度の圧力損失が許容範囲となりますか？
Engineering ToolBoxのページでは、約1 kg/cm²（14～15 psi）を超える圧力降下は、単純な計算式の適用範囲外とみなされています。お使いの機械における上限値は、配管の末端で工具やシリンダーが必要とする圧力となります。したがって、その要件に基づいて供給圧力と許容圧力降下を設定してください。
この結果には、継手やバルブも含まれていますか？
いいえ。この計算は直管の場合を対象としています。プッシュイン継手、バルブ、フィルター、エルボはそれぞれ抵抗を増大させるため、配管にこれらを複数含む場合は余裕を持たせてください。
PA6、PA12、PU以外のチューブにもこれを使えますか？
はい。「カスタム」を選択するか、内径をミリメートル単位で任意に入力してください。計算は内径に基づいて行われ、チューブの材質には依存しません。
関連ページ
- チューブのサイズ表: 各サイズごとの外径、内径、肉厚、および使用圧力。
- チューブ単位換算ツール: バー、psi、ミリメートル、インチ。
- 空圧配管ガイド: エアラインの材質とサイズの選定。
- データシート: 記載されている定格値。
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