摩擦損失水頭計算フォーム ウエストン、ヘーゼン・ウィリアムス公式

給水管の摩擦損失水頭を計算する自動計算フォームです。

ウエストン公式(50mm以下)ヘーゼン・ウィリアムス公式(75mm以上)東京都実験公式(50mm以下)のそれぞれの計算式に基づいて、流量管径管の長さから摩擦損失水頭管内流速動水勾配を自動計算することができます。

各公式の流量図から動水勾配摩擦損失水頭を求める計算例も参考として掲載しています。

目次

管の摩擦損失水頭 自動計算フォーム

・計算は自動で行います。
・JavaScriptの仕様上、計算結果に誤差が出る可能性があります。
・あるまでも参考値として自己責任において使用してください。

ウエストンの公式 (口径50mm以下の場合に使用)

$$
h=\left(0.0126+\frac{0.01739-0.1087 D}{\sqrt{V}}\right) \times \frac{L}{D} \times \frac{V^2}{2 g}
$$

$$
V=\frac{4}{\pi D^2} \times Q
$$

$$
I=\frac{h}{L} \times 1000
$$

  • h:管の摩擦損失水頭(m)
  • V:管内の平均流速 (m/sec)
  • D:管内径(m)
  • L:管延長(m)
  • Q:流量(㎥/sec)
  • g:重力加速度(9.8m/sec²)
  • I:動水勾配(‰)
ウェストン公式流量図
給水装置工事設計施工基準|大野城市より抜粋
ウェストン公式流量図を使った摩擦損失水頭の算出方法(参考)
計算条件(例)
  • 流量:Q=32ℓ/min
  • 管内径:D=20mm
  • 管延長:L=10.5m
ウエストン公式流量図より

Q:32ℓ/min → D:20mm → 動水勾配 約180‰

摩擦損失水頭の計算

摩擦損失水頭:h = I × L /1000 = 180 × 10.5 / 1000 = 1.89 m

ヘーゼン・ウィリアムスの公式 (口径75mm以上の場合に使用)

$$
I=10.666 \times C^{-1.85} \times D^{-4.87} \times Q^{1.85}
$$

$$
h=10.666 \times C^{-1.85} \times D^{-4.87} \times Q^{1.85} \times L
$$

$$
V=0.35464 \times C \times D^{0.63} \times I^{0.54}
$$

  • I:動水勾配 (‰=I×1000
  • V:管内の平均流速 (m/sec)
  • h:管の摩擦損失水頭(m)
  • C:流速係数
  • D:管内径(m)
  • Q:流量(㎥/sec)
  • L:管延長(m)
給水装置工事設計施工基準|大野城市より抜粋

管種別流速係数一覧表

新設管のC:流量係数標準値
塩化ビニル管140
鋳鉄管120
鋼管100
給水装置工事設計施工基準|大野城市より抜粋
ヘーゼン・ウィリアムス公式流量図を使った摩擦損失水頭の算出方法(参考)
計算条件(例)
  • 流量:Q=8.0ℓ/sec
  • 管内径:D=75mm
  • 流速係数:C=140
  • 管延長:L=50.8m
ヘーゼン・ウィリアムス公式流量図より

Q:8.0ℓ/sec → D:75mm → 動水勾配 約45‰

摩擦損失水頭の計算

摩擦損失水頭:h = I × L /1000 = 45 × 50.8 / 1000 = 2.286 m

東京都実験公式 (口径50mm以下の場合に使用)

$$
Q=196 \times D^{2.72} \times I^{0.56}
$$

$$
h=I \times L
$$

$$
V=\frac{4}{\pi D^2} \times Q
$$

  • Q:流量(㎤/sec)
  • D:管内径(㎝)
  • I:動水勾配 (‰=I×1000)
  • h:管の摩擦損失水頭(m)
  • L:管延長(m)
東京都水道局 指定給水装置工事事業者工事施行要領より抜粋
東京都実験公式流量図を使った摩擦損失水頭の算出方法(参考)
計算条件(例)
  • 流量:Q=0.533ℓ/sec
  • 管内径:D=20mm
  • 管延長:L=10.5m
東京都実験公式流量図より

Q:0.533ℓ/sec → D:20mm → 動水勾配 I’: 約205‰

摩擦損失水頭の計算

摩擦損失水頭:h = I × L /1000 = 205 × 10.5 / 1000 = 2.153 m

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