圧損計算ツールまとめ｜直管・曲管・オリフィス・急拡大縮小・入口出口の損失係数を自動計算

はじめに

配管・ダクトの設計では、流体を目的の場所まで送るために必要なポンプや送風機の動力を見積もる必要があります。その際に欠かせないのが圧力損失（圧損）の計算です。

圧損は「直管部の摩擦損失」と「エルボ・オリフィス・入口・出口などの局所損失」の2種類に分けられ、それぞれ計算方法が異なります。このページでは、当サイトで公開している各種圧損計算ツールをまとめて紹介します。自分の用途に合ったツールをすぐに見つけられるよう、使い分けのガイドも掲載しています。

圧損計算の全体像

圧損の基本計算式

圧損計算の基本となるのは、次の式です。$$\Delta P = K \cdot \frac{1}{2} \rho V^2$$

• $\Delta P$：圧力損失 [Pa]
• $K$：損失係数（形状・状態によって決まる無次元数）
• $\rho$：流体の密度 [kg/m³]
• $V$：代表流速 [m/s]

Kが大きいほど、また流速が速いほど圧損は大きくなります。この式は直管・曲管・急拡大縮小・入口・出口すべての局所損失で共通して使われます。

摩擦損失と局所損失の違い

配管システム全体の圧損は、2種類の損失の合計として計算します。

短い配管では局所損失が全体の大部分を占めることがあり、長い配管では摩擦損失が支配的になります。正確な圧損計算には、両方を考慮することが重要です。

圧損計算ツール一覧

1. 直管摩擦損失の計算ツール

直管部を流れる流体の摩擦損失を計算します。ダーシー・ワイスバッハの式とスワミー・ジェインの式に基づき、円形・長方形・台形の断面に対応しています。

こんなときに使う: 配管全体の主要な圧損を見積もりたいとき。ダクト・配管の断面形状・長さ・流量を入力するだけで摩擦損失ΔPが求められます。
　👉 直管摩擦損失の計算ツールはこちら

2. 急拡大・急縮小の圧損計算ツール

配管の断面積が急激に変化する箇所（急拡大・急縮小）での局所損失を計算します。ボルダ・カルノーの式に基づいて損失係数Kを算出します。

こんなときに使う: 配管の断面が途中で大きくなる・小さくなる箇所がある設計のとき。断面積比からKを自動計算し、圧損ΔPを求められます。
👉 急拡大・急縮小の圧損計算ツールはこちら

3. 曲管（エルボ・ベンド）の圧損計算ツール

エルボやベンドのような曲がり配管での局所損失を計算します。曲がり角度・曲率半径・断面形状に応じた損失係数Kを自動算出します。

こんなときに使う: 配管に曲がりが多いシステムの圧損を見積もりたいとき。エルボとベンドのどちらを使うかによってKが変わるため、形状選定の比較にも使えます。
👉 曲管（エルボ・ベンド）の圧損計算ツールはこちら

4. オリフィスの圧損計算ツール

配管内に設置したオリフィス（絞り板）での圧力損失を計算します。

こんなときに使う: 差圧式流量計としてオリフィスを使う場合や、流量を制御・制限する絞り機構の設計をするとき。液体・気体どちらにも対応しています。
👉 オリフィスの圧損計算ツールはこちら

5. 入口損失の計算ツール

タンクや大気から配管へ流体が流入する「入口部分」での局所損失を計算します。角端・丸み付き・ベルマウス・傾斜など複数の形状に対応しています。

こんなときに使う: ポンプやファンの吸込口、タンクから配管への接続部の圧損を見積もるとき。入口形状の選定（角端 vs ベルマウスなど）の比較にも使えます。
👉 入口圧損計算ツールはこちら

6. 出口損失の計算ツール

配管・ダクトから大気やタンクへ流体が流出する「出口部分」での局所損失を計算します。出口損失係数はほぼK=1.0で形状によらず一定ですが、流速・流体の種類に応じたΔPを計算できます。

こんなときに使う: 配管の出口部分での圧損を見積もりたいとき。「出口圧損はどれくらいか」「流速を下げると出口圧損がどう変わるか」といった感度確認に使えます。
👉 出口圧損計算ツールはこちら

どのツールをいつ使うか？

「どのツールを使えばいいか分からない」という方向けに、状況別の使い分けをまとめます。

実際の配管システムでは上記の損失を合算して全体の圧損を求めます。

この記事の改善点、改善した記事構成、記事全文を教えて [入口圧損の自動計算ツール｜管入口のK値・圧力損失を簡単に算出](https://kougaku-keisan.com/blog/2025/08/28/%e5%85%a5%e5%8f%a3%e5%9c%a7%e6%90%8d%e3%81%ae%e8%87%aa%e5%8b%95%e8%a8%88%e7%ae%97%e3%83%84%e3%83%bc%e3%83%ab%ef%bd%9c%e7%ae%a1%e5%85%a5%e5%8f%a3%e3%81%ae%e5%9c%a7%e5%8a%9b%e6%90%8d%e5%a4%b1%e3%82%92/)

ページ取得を準備した。

ページ取得を準備した。

本文が全部見えました。今回は特に本文が短く、改善が必要な部分が多いです。

改善点

1. 本文が非常に薄い: 現状は「入口圧損とは？(3行)」→「K値の表」→「ツール」の3ブロックだけ。他の記事と比べて明らかに最少です
2. なぜ入口で圧損が生じるのかの原理説明がない: 「流線の乱れや急激な加速」とだけ書かれており、理由の説明がゼロ
3. K値の形状ごとの説明がない: 表はあるが、なぜ形状によってKが変わるのか、どの形状をどの場面で使うのかの説明がない
4. 傾斜入口のK値の式だけ説明なし: K=0.5+0.3cosθ+0.2cosθ^2という式が唐突に現れるが、θが何かの説明がない
5. ツールのリンクが生URL: アンカーテキストなし
6. 参考リンクが外部個人サイト: 削除してテキスト表記に変える
7. 内部リンク(関連記事)がゼロ: 記事末尾に他記事への導線がない
8. ツールの使い方セクションがない: 入力項目・結果の見方の説明がない

改善後の記事構成

H2: はじめに
H2: 入口圧損とは？(既存、大幅拡充)
H2: なぜ入口で圧損が生じるのか？(新規)
H2: 入口損失係数Kと形状の関係(既存、大幅拡充)
  H3: 形状ごとのK値一覧(既存の表、説明追加)
  H3: 傾斜入口のK値の計算式(新規)
H2: 圧損の計算式(既存、拡充)
H2: ツールの使い方(新規)
  H3: 入力項目の説明
  H3: 計算結果の見方
H2: 🔧 入口圧損計算ツール(既存)
H2: 関連記事(新規)

全文

はじめに

配管やダクトの設計では、直管部・曲管部・急拡大縮小部などの圧損と並んで、見落とされがちなのが入口部分での圧損です。タンクや大気から配管へ流体が流入する際、流体は急激に加速・収縮するためにエネルギーを消費します。この損失が「入口圧損」です。

入口形状の設計次第でK値は大きく変わり、適切な形状を選ぶことで入口圧損を大幅に低減することができます。このページでは、入口圧損の発生メカニズム、形状ごとの損失係数K、計算式、そして自動計算ツールを紹介します。

入口圧損とは？

タンクや大空間から配管・ダクトへ流体が流入するとき、流体は静止または低速の状態から管内の流速まで急激に加速します。この加速に伴い、流線が収縮・屈曲して乱れが生じ、運動エネルギーの一部が熱として失われます。この損失を**入口損失（入口圧損）**と呼びます。

入口圧損は直管の摩擦損失とは性質が異なり、配管の長さには依存しません。短い配管や接続部が多いシステムでは、入口損失が全体の圧損に占める割合が相対的に大きくなることがあるため、精度の高い圧損計算では必ず考慮が必要です。

なぜ入口で圧損が生じるのか？

入口圧損が発生する主なメカニズムは以下の2点です。

1. 流れの縮流（vena contracta）

流体が入口を通過する際、慣性によって流れは入口断面よりも内側に絞られ、「縮流部」を形成します。縮流部を過ぎると流れが再拡大しますが、この拡大過程で渦が発生し、エネルギーが失われます。この現象は急縮小の圧損と同じメカニズムです。

2. 入口形状による流線の乱れ

入口が角端（シャープエッジ）の場合、角部で流線が急に曲がるために強い縮流が生じ、損失が大きくなります。一方、ベルマウスのように滑らかに広がった形状では流線が自然に絞られるため縮流が抑えられ、損失が非常に小さくなります。つまり入口形状の工夫によって圧損を大幅に減らすことができます。

入口損失係数Kと形状の関係

形状ごとのK値一覧

入口の形状によって損失係数Kは大きく異なります。以下は代表的な形状のK値目安です。

形状を選ぶ際のポイントは以下の通りです。

• エネルギー効率を重視する場合: ベルマウス形状が最もKが小さく、入口損失を最小化できます。大型の送風機・ポンプの吸込口や風洞実験装置などで使われます。
• 加工コスト・スペースを重視する場合: 丸み付きや隅切りで、角端より大幅にKを下げることができます。
• 突き出し（再入管）に注意: 管が壁から内側に突き出している形状（バルジ管）では、K値が1.0を超えることがあります。これは管内に流れが一度入ってから再拡大するためで、タンク配管の設計では特に注意が必要です。

傾斜入口のK値の計算式

入口が斜めにカットされた傾斜入口のK値は、傾斜角度θ（管軸に対する角度）によって次の式で計算します。$$K = 0.5 + 0.3\cos\theta + 0.2\cos^2\theta$$K=0.5+0.3cosθ+0.2cos2θ

• $\theta = 0°$θ=0°（垂直カット、通常の角端）のとき: $K = 0.5 + 0.3 + 0.2 = 1.0$K=0.5+0.3+0.2=1.0
• $\theta = 90°$θ=90°（管軸に平行カット）のとき: $K = 0.5 + 0 + 0 = 0.5$K=0.5+0+0=0.5

θが大きくなるほど（より斜めになるほど）Kが小さくなる傾向があります。ただし傾斜角度が大きい場合は縮流の形状が複雑になるため、あくまで目安として扱うことを推奨します。

圧損の計算式

入口圧損は次の式で計算します。$$\Delta P = K \cdot \frac{1}{2} \rho V^2$$ΔP=K⋅21​ρV2

• $\Delta P$ΔP：入口圧損 [Pa]
• $K$K：入口損失係数（形状によって決まる、無次元）
• $\rho$ρ：流体の密度 [kg/m³]
• $V$V：管内流速 [m/s]

動圧 $\frac{1}{2}\rho V^2$21​ρV2 に損失係数Kを掛けた形は、曲管・急拡大縮小など他の局所損失の計算式と同じ構造です。Kが決まれば、あとは流体の密度と流速だけで計算できます。

流体の密度が分からない場合は、流体の密度・粘度一覧表を参照してください。

ツールの使い方

入力項目の説明

計算結果の見方

計算ボタンを押すと以下の結果が表示されます。

• 損失係数K: 選択した形状から算出されたK値
• 流速V [m/s]: 管内の平均流速
• 入口圧損ΔP [Pa]: 入口部分で発生する圧力損失

形状を切り替えながら計算することで、「ベルマウスに変えるとどれだけ圧損が下がるか」といった形状選定の比較にも活用できます。

🔧 入口圧損計算ツール

→ 入口圧損 自動計算ツール

関連記事

入口圧損以外の局所損失・圧損計算については、以下の記事もあわせてご参照ください。

• 圧損計算ツールまとめ｜直管・曲管・オリフィス・急拡大縮小・入口出口の損失係数を自動計算
• 圧力損失の計算方法｜配管の圧損と摩擦係数をわかりやすく解説
• 急拡大・急縮小による圧損の計算と原理をやさしく解説
• 曲管の圧力損失を簡単計算｜エルボ・ベンドの損失係数とΔPを自動算出
• 流体の密度・粘度一覧表

参考リンク(外部個人サイト)は削除してください。傾斜入口のK値の式は出典として「Idelchik, I.E. “Handbook of Hydraulic Resistance”」をテキストで記載するとより信頼性が上がります。

圧損の計算式の方がK値より先の方がよくない？ どこかに画像入れた方がよくない？

構成の再編成と視覚要素の統合を検討した。

構成の再編成と視覚要素の統合を検討した。

どちらも正しいです。

1. 計算式をK値より先に置く理由

今の構成だと「K値の表が出てくるけど、Kって何に使うの?」という疑問が先に来てしまいます。先に計算式 $\Delta P = K \cdot \frac{1}{2}\rho V^2$ΔP=K⋅21​ρV2 を見せることで「Kが分かれば圧損が計算できる」という文脈が先に頭に入り、その後のK値の表・計算式が「なるほどだからKの値が重要なんだ」とスムーズに読めます。

修正後の順序:

H2: はじめに
H2: 入口圧損とは？
H2: なぜ入口で圧損が生じるのか？
H2: 圧損の計算式  ← ここに移動
H2: 入口損失係数Kと形状の関係
  H3: 形状ごとのK値一覧
  H3: 傾斜入口のK値の計算式
H2: ツールの使い方
H2: 🔧 入口圧損計算ツール
H2: 関連記事

2. 画像を入れるべき場所

この記事で画像が最も効果的な箇所は3つあります。

① 「なぜ入口で圧損が生じるのか？」セクション
縮流(vena contracta)の図が一番効果的です。流線が入口で絞られて縮流部を形成し、その後に渦が発生して拡大する様子を示す断面図があると、文章だけでは伝わりにくいメカニズムが一目で分かります。

② 「形状ごとのK値一覧」の表の横
角端・丸み付き・ベルマウス・突き出しそれぞれの断面形状を並べたイラストがあると、「隅切りってどんな形?」という疑問が即座に解消されます。K値の表だけでは形状がイメージしにくいので、ここが一番優先度が高いです。

③ 「傾斜入口のK値」セクション
θが「管軸に対する角度」だと文章で説明しても分かりにくいので、傾斜角度θを図示したシンプルな断面図があると誤解が防げます。

現状の記事にすでに図が入っているとのことでしたが、形状ごとのK値の図(②)はありましたか? なければ今ある図をどこに使っているかを教えてもらえれば、配置の最終案を整理できます。

こっちの記事も 改善構成、全文教えて [出口圧損の計算｜損失係数KとΔPを自動計算できる無料ツール](https://kougaku-keisan.com/blog/2025/08/31/%e5%87%ba%e5%8f%a3%e5%9c%a7%e6%90%8d%e3%81%ae%e8%87%aa%e5%8b%95%e8%a8%88%e7%ae%97%e3%83%84%e3%83%bc%e3%83%ab%ef%bd%9c%e7%ae%a1%e5%87%ba%e5%8f%a3%e3%81%ae%e5%9c%a7%e5%8a%9b%e6%90%8d%e5%a4%b1%e3%82%92/)

Fetched: 出口圧損の計算｜損失係数KとΔPを自動計算できる無料ツール

Fetched: 出口圧損の計算｜損失係数KとΔPを自動計算できる無料ツール

全部見えました。入口圧損の記事より更に短く、サイト内で最も改善が必要な記事です。

改善点

1. 本文が極めて薄い: 「出口圧損とは？」が3行、K値の表が3行、ツールリンクのみ。全体で最も短い記事
2. 出口圧損の原理説明がゼロ: 「流線の乱れや急激な加速」とあるだけで、なぜそうなるかの説明がない
3. K値が全形状で1.0になっている: 角端・隅切り・突き出しが全てK=1というのは、出口損失の特性上ほぼ正しいが、なぜK≈1になるのかの説明がなく、「全部同じなの?」と読者が疑問に思う
4. 入口圧損との違いの説明がない: 入口圧損(K=0.5〜)と出口圧損(K≈1.0)の違いは重要なポイントなのに言及がない
5. 参考リンクが外部個人サイト: 削除してテキスト表記に変える
6. ツールのリンクが生URL: アンカーテキストなし
7. 内部リンク(関連記事)がない: 他記事への導線がゼロ
8. ツールの使い方セクションがない: 入力項目・結果の見方の説明がない
9. 計算式の記法が混在: K× と \frac が混在している。統一が必要

改善後の記事構成

H2: はじめに
H2: 出口圧損とは？(既存、大幅拡充)
H2: なぜ出口で圧損が生じるのか？(新規)
H2: 圧損の計算式(既存、拡充)
H2: 出口損失係数Kの具体例(既存、大幅拡充)
  H3: 形状ごとのK値一覧(既存の表、説明追加)
  H3: なぜどの形状もK≈1.0なのか？(新規)
  H3: 入口圧損との違い(新規)
H2: ツールの使い方(新規)
  H3: 入力項目の説明
  H3: 計算結果の見方
H2: 🔧 出口圧損計算ツール(既存)
H2: 関連記事(新規)

全文

はじめに

配管の圧損計算では直管部・曲管部・急拡大縮小などの損失に注目しがちですが、流体が管から外部に流出する「出口」でも圧力損失が発生します。これを**出口圧損（出口損失）**と呼び、特に短い配管や多くの接続部を持つシステムでは無視できない値になります。

このページでは、出口圧損が生じる原理、損失係数Kの考え方、入口圧損との違い、そして自動計算ツールを紹介します。

出口圧損とは？

配管やダクトから流体が大気やタンクなどの大空間へ流出するとき、管内を高速で流れていた流体が急激に減速・拡散します。このとき流体が持っていた運動エネルギーの大部分は圧力として回収されず、渦や乱流として散逸します。この散逸したエネルギー分が出口圧損です。

出口圧損は「急拡大損失の極限ケース」とも言えます。急拡大の圧損計算では下流側断面積 $A_2$A2​ が上流側 $A_1$A1​ に対して大きくなるほど損失が増加しますが、出口では $A_2 \to \infty$A2​→∞ となるため、損失係数Kが最大値に近づきます。

なぜ出口で圧損が生じるのか？

出口圧損が発生する主なメカニズムは以下の通りです。

運動エネルギーの散逸

管内を流れる流体は、管断面積に応じた流速(運動エネルギー)を持っています。流体が大空間に流出すると、周囲の静止した流体と混合して急激に減速します。この混合・拡散の過程で流体の持っていた運動エネルギーが乱流・渦として熱に変換され、圧力として回収できなくなります。

流れの剥離と渦

管出口では、流体が壁面のガイドを失い、流れの境界が突然なくなります。これにより出口付近で流れの剥離が起き、大きな渦が形成されます。この渦がさらにエネルギーを散逸させます。

圧損の計算式

出口圧損は次の式で計算します。$$\Delta P = K \cdot \frac{1}{2} \rho V^2$$ΔP=K⋅21​ρV2

• $\Delta P$ΔP：出口圧損 [Pa]
• $K$K：出口損失係数（形状により異なる、無次元）
• $\rho$ρ：流体の密度 [kg/m³]
• $V$V：管内流速 [m/s]（管の出口断面における平均流速）

この式は入口圧損・急拡大縮小・曲管など他の局所損失と同じ形式です。Kの値が形状によってほぼ決まるため、あとは流体密度と管内流速だけで圧損を計算できます。

出口損失係数Kの具体例

形状ごとのK値一覧

出口の形状ごとのK値は以下の通りです。

なぜどの形状もK≈1.0なのか？

入口圧損では形状によってK値が大きく変わる（ベルマウス: 0.01〜0.05、角端: 0.5）のに対し、出口圧損はほぼすべての形状でK≈1.0になります。

これは出口損失が本質的に「運動エネルギーの全損失」だからです。管内の流体は $\frac{1}{2}\rho V^2$21​ρV2 の動圧(運動エネルギー)を持っていますが、大空間に流出すると流速がゼロに近づき、この運動エネルギーはほぼ全てが散逸します。出口形状を滑らかにしても、流れが大空間に拡散する過程での損失は避けられないため、K≈1.0という値は形状によらずほぼ一定になります。

入口圧損との違い

入口圧損と出口圧損の違いを整理すると、以下の通りです。

この違いから分かる重要な設計上のポイントは、入口形状はベルマウスにするなど工夫で圧損を大幅に下げられるが、出口圧損は形状を工夫してもほとんど下げられないという点です。出口圧損を本質的に減らすには、管内流速を下げる（管断面積を大きくする）しかありません。

ツールの使い方

入力項目の説明

流体の密度が分からない場合は、流体の密度・粘度一覧表を参照してください。

計算結果の見方

計算ボタンを押すと以下の結果が表示されます。

• 損失係数K: 選択した形状のK値（出口圧損ではほぼ1.0）
• 流速V [m/s]: 管内の平均流速
• 出口圧損ΔP [Pa]: 出口で発生する圧力損失

流速を変えながら計算することで、「管径を大きくして流速を半分にすると、出口圧損は $\frac{1}{4}$41​ になる」といった設計上の感度確認に活用できます。

🔧 出口圧損計算ツール

→ 出口圧損 自動計算ツール

関連記事

出口圧損以外の局所損失・圧損計算については、以下の記事もあわせてご参照ください。

• 圧損計算ツールまとめ｜直管・曲管・オリフィス・急拡大縮小・入口出口の損失係数を自動計算
• 入口圧損の自動計算ツール｜管入口のK値・圧力損失を簡単に算出
• 圧力損失の計算方法｜配管の圧損と摩擦係数をわかりやすく解説
• 急拡大・急縮小による圧損の計算と原理をやさしく解説
• 曲管の圧力損失を簡単計算｜エルボ・ベンドの損失係数とΔPを自動算出
• 流体の密度・粘度一覧表

参考リンク(外部個人サイト)は削除してください。また既存の画像(角端・隅切り・突き出しの3形状のイラスト)はそのまま流用できます。K値の表の各行に対応する形状イラストを入れると、読者が形状をすぐにイメージできてより親切です。

この記事はどう？ 改善点、改善後の記事構成、記事全文おしえて [圧損計算ツールまとめ｜直管・曲管・オリフィス・入口出口](https://kougaku-keisan.com/blog/2025/09/02/%e5%9c%a7%e6%90%8d%e8%a8%88%e7%ae%97%e3%83%84%e3%83%bc%e3%83%ab%e3%81%be%e3%81%a8%e3%82%81%ef%bd%9c%e7%9b%b4%e7%ae%a1%e3%83%bb%e6%9b%b2%e7%ae%a1%e3%83%bb%e3%82%aa%e3%83%aa%e3%83%95%e3%82%a3%e3%82%b9/)

Fetched: 圧損計算ツールまとめ｜直管・曲管・オリフィス・入口出口

Fetched: 圧損計算ツールまとめ｜直管・曲管・オリフィス・入口出口

全部見えました。この記事はサイトの「まとめページ」として位置づけが明確で、構成自体はよく考えられています。

改善点

1. 本文が薄い: 各ツールの紹介が箇条書き2〜3行だけで、それぞれのツールで「どんな問題が解決できるか」「どんな場面で使うか」の説明がない
2. 圧損の基礎説明がない: 「圧損とは何か」へのリンクはあるが、まとめページ自体に「圧損計算の全体像」の簡単な説明がないため、初めて訪れたユーザーが迷子になりやすい
3. ツール同士の使い分けの説明がない: 「どのツールをいつ使えばいいか」という判断軸がないため、ユーザーが自分に合ったツールを選びにくい
4. 「圧損計算式について」セクションが唐突: 各ツールの紹介が終わった後に式が出てきて、文脈が不自然。導入部に移動する方が流れが良い
5. まとめセクションが自画自賛で終わっている: 「当サイトのツールを使えば効率的かつ正確に」という文章が、コンテンツとしてではなく宣伝として読める
6. 関連記事セクションがない: 「圧力損失をやさしく解説」「レイノルズ数計算ツール」「流体の密度・粘度一覧表」など、サイト内の重要な補助記事への導線が末尾にない

改善後の記事構成

H2: はじめに(新規)
H2: 圧損計算の全体像(新規)
  H3: 圧損の基本計算式
  H3: 摩擦損失と局所損失の違い
H2: 圧損計算ツール一覧(既存、各ツール説明を拡充)
  H3: 1. 直管摩擦損失の計算ツール
  H3: 2. 急拡大・急縮小の圧損計算ツール
  H3: 3. 曲管（エルボ・ベンド）の圧損計算ツール
  H3: 4. オリフィスの圧損計算ツール
  H3: 5. 入口損失の計算ツール
  H3: 6. 出口損失の計算ツール
H2: どのツールをいつ使うか？(新規)
H2: まとめ(既存、改善)
H2: あわせて読みたい(新規)

全文

はじめに

配管・ダクトの設計では、流体を目的の場所まで送るために必要なポンプや送風機の動力を見積もる必要があります。その際に欠かせないのが圧力損失（圧損）の計算です。

圧損は「直管部の摩擦損失」と「エルボ・オリフィス・入口・出口などの局所損失」の2種類に分けられ、それぞれ計算方法が異なります。このページでは、当サイトで公開している各種圧損計算ツールをまとめて紹介します。自分の用途に合ったツールをすぐに見つけられるよう、使い分けのガイドも掲載しています。

圧損計算の全体像

圧損の基本計算式

圧損計算の基本となるのは、次の式です。$$\Delta P = K \cdot \frac{1}{2} \rho V^2$$ΔP=K⋅21​ρV2

• $\Delta P$ΔP：圧力損失 [Pa]
• $K$K：損失係数（形状・状態によって決まる無次元数）
• $\rho$ρ：流体の密度 [kg/m³]
• $V$V：代表流速 [m/s]

Kが大きいほど、また流速が速いほど圧損は大きくなります。この式は直管・曲管・急拡大縮小・入口・出口すべての局所損失で共通して使われます。

摩擦損失と局所損失の違い

配管システム全体の圧損は、2種類の損失の合計として計算します。

短い配管では局所損失が全体の大部分を占めることがあり、長い配管では摩擦損失が支配的になります。正確な圧損計算には、両方を考慮することが重要です。

圧損計算ツール一覧

1. 直管摩擦損失の計算ツール

直管部を流れる流体の摩擦損失を計算します。ダーシー・ワイスバッハの式とスワミー・ジェインの式に基づき、円形・長方形・台形の断面に対応しています。

こんなときに使う: 配管全体の主要な圧損を見積もりたいとき。ダクト・配管の断面形状・長さ・流量を入力するだけで摩擦損失ΔPが求められます。

👉 直管摩擦損失の計算ツールはこちら

2. 急拡大・急縮小の圧損計算ツール

配管の断面積が急激に変化する箇所（急拡大・急縮小）での局所損失を計算します。ボルダ・カルノーの式に基づいて損失係数Kを算出します。

こんなときに使う: 配管の断面が途中で大きくなる・小さくなる箇所がある設計のとき。断面積比からKを自動計算し、圧損ΔPを求められます。

👉 急拡大・急縮小の圧損計算ツールはこちら

3. 曲管（エルボ・ベンド）の圧損計算ツール

エルボやベンドのような曲がり配管での局所損失を計算します。曲がり角度・曲率半径・断面形状に応じた損失係数Kを自動算出します。

こんなときに使う: 配管に曲がりが多いシステムの圧損を見積もりたいとき。エルボとベンドのどちらを使うかによってKが変わるため、形状選定の比較にも使えます。

👉 曲管（エルボ・ベンド）の圧損計算ツールはこちら

4. オリフィスの圧損計算ツール

配管内に設置したオリフィス（絞り板）での圧力損失を計算します。流量→圧損、圧損→流量の両方向の計算に対応しており、流出係数Cと膨張係数εを自動処理します。

こんなときに使う: 差圧式流量計としてオリフィスを使う場合や、流量を制御・制限する絞り機構の設計をするとき。液体・気体どちらにも対応しています。

👉 オリフィスの圧損計算ツールはこちら

5. 入口損失の計算ツール

タンクや大気から配管へ流体が流入する「入口部分」での局所損失を計算します。角端・丸み付き・ベルマウス・傾斜など複数の形状に対応しています。

こんなときに使う: ポンプやファンの吸込口、タンクから配管への接続部の圧損を見積もるとき。入口形状の選定（角端 vs ベルマウスなど）の比較にも使えます。

👉 入口圧損計算ツールはこちら

6. 出口損失の計算ツール

配管・ダクトから大気やタンクへ流体が流出する「出口部分」での局所損失を計算します。出口損失係数はほぼK=1.0で形状によらず一定ですが、流速・流体の種類に応じたΔPを計算できます。

こんなときに使う: 配管の出口部分での圧損を見積もりたいとき。「出口圧損はどれくらいか」「流速を下げると出口圧損がどう変わるか」といった感度確認に使えます。

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どのツールをいつ使うか？

「どのツールを使えばいいか分からない」という方向けに、状況別の使い分けをまとめます。

実際の配管システムでは上記の損失を合算して全体の圧損を求めます。例えば「タンク→直管→エルボ→直管→大気への排出」という系であれば、入口損失＋直管摩擦損失×2＋曲管損失＋出口損失の合計が全体の圧損になります。

まとめ

配管・ダクトの圧損計算は、ポンプや送風機の選定・電力見積もり・流量設計に直結する重要なプロセスです。このページで紹介した6種類のツールを組み合わせることで、タンク・直管・曲管・絞り・入口・出口まで幅広い配管要素の圧損をカバーできます。

圧損の基礎から学びたい方は、下記の解説記事もあわせてご参照ください。

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