【無料Excel】配管の圧力損失・ポンプ動力計算シート｜使い方を解説

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配管の圧力損失やポンプ動力を計算するときは、流量・管径・物性値の単位換算だけでも手間がかかります。そこで、必要な条件を入力するだけで計算できる無料のExcel計算シートを作成しました。

圧力損失・ポンプ動力計算シート

黄色のセルへ条件を入力すると、圧力損失・必要揚程・軸動力まで自動計算します。

登録やメールアドレスの入力は不要です。Excel形式（.xlsx）のため、ダウンロード後すぐに利用できます。

この計算シートで求められるもの

計算結果だけでなく、単位変換後の値や計算途中も表示します。式を追いながら学習したい学生にも、概算を手早く確認したい社会人にも使いやすい構成です。

体積流量、直管長さ、管内径、絶対粗さ、密度、粘度、局所損失係数、静水頭、ポンプ効率を入力します。入力単位は、現場で扱いやすいm³/h、mm、mPa・sを採用しています。

管径には呼び径ではなく実際の管内径を入力してください。また、局所損失係数Kには、入口・出口・エルボ・バルブなどのKを合計した値を入力します。

入力すると結果が自動更新されます。遷移域に入った場合、入力値に問題がある場合、流速が3 m/sを超えた場合などは注意メッセージが表示されます。

使用した式、記号、単位、適用条件を一覧にしています。「なぜこの値になるのか」を確認できるため、ブラックボックスの計算にはしていません。

直管の損失水頭にはDarcy–Weisbach式を使用します。

h_f = f（L / D）v² /（2g）

ここで、fはDarcy摩擦係数、Lは管長、Dは管内径、vは平均流速、gは重力加速度です。

層流では f = 64/Re、乱流ではHaaland近似式から摩擦係数を計算します。弁や継手の局所損失は、損失係数Kを用いて次式で求めます。

h_m = ΣK・v² /（2g）

圧力損失の考え方を詳しく学びたい方は、ハーゲン・ポアズイユの法則、局所圧力損失と損失係数Kもあわせてご覧ください。

20 ℃付近の水を、内径80 mm・長さ100 mの配管へ20 m³/hで流す例では、次の結果になります。

ファイル内には検算専用シートを設けています。層流についてはDarcy–Weisbach式とHagen–Poiseuille式が一致すること、乱流についてはHaaland式の既知値と一致することを確認しています。

AIへ計算を尋ねる場合でも、このシートを併用すると、単位換算や式の選択が正しいかを確認しやすくなります。

本シートは、定常・単相・非圧縮性のニュートン流体が円管内を満管で流れる場合を対象とした学習・概算用です。

圧縮性が無視できない気体、非ニュートン流体、二相流、脈動流にはそのまま適用できません。また、NPSH、キャビテーション、モーター定格の余裕、水撃、配管強度、ポンプ性能曲線との交点は計算対象外です。

実設備の設計や安全判断では、社内基準、機器メーカー資料、実測値、専門家の確認を優先してください。