オリフィスによる圧損の計算方法とは？

配管の中に取り付けられた「オリフィス」は、流量計測や流れの制御に広く用いられています。
しかし、オリフィスによって生じる圧損（圧力損失）は無視できません。

本記事では、オリフィスによる圧損の計算式や、損失係数・流出係数の考え方についてやさしく解説します。

オリフィスとは？

オリフィスとは、配管内に設置された開口部のある板（絞り板）のことです。
液体や気体の流れを絞ることで、流量を計測したり、流速を調整したりします。

オリフィスによる圧損の計算式

オリフィスでは、流れが開口部を通過することで乱れが生じ、エネルギーが失われます。
このエネルギー損失（圧損）は、以下の式で表されます。

✅ 圧損の計算式

・流量からΔPを求める式は下記のようになっています。

\(\Delta P = \frac{1}{2} \cdot \rho (1-\beta ^{4})\cdot ( \frac{Q}{C \varepsilon A_0}) ^{2} \)

・ΔPから流量を求める式は下記のようになっています。

\( Q= C \varepsilon A_0 \sqrt{\frac{2 \Delta P }{\rho (1- \beta ^ {4} )}} \)

• \( \Delta P \)：圧力損失 [Pa]
• \( \rho \)：流体の密度 [kg/m³]
• \( Q \)：流量 [m3/s]
• \( C \)：流出係数（オリフィスの形状・開口比によるが0.6～0.65)
• \(A_0 \)：オリフィスの開口部面積[m2]
• \( \beta = \frac{d_o}{D} \)：開口比（オリフィス径 ÷ 配管内径）

参考リンク

オリフィスの圧損計算ツール