最適な管内流速

質問

管径を決める時には圧損などを目安とされる
と思いますが、一般的に最適とされる管内
流速はどの程度なのでしょうか？あるいは
目安とすべき流速はどの程度なのでしょう？
流体は、エア・Ｎ２・冷却水です。
知見のある方、私はこうしてると言う方の
情報お待ちしております。

回答No.1

noname#230359 · ベストアンサー

管内流速は，圧損の他に，管材料の侵食，騒音などを考慮して決定します。エアやＮ２は主に騒音，冷却水は主に圧損から決定されます。

　エアやＮ２は，流速は気にせず３／８インチ管を使っていて，回りに人がいて騒音が気になるようだと１インチ管を使うことがあります。流速は，騒音が許容範囲内では10m/s，低騒音では1m/sです。

　冷却水は，目的は冷却なので，高流速でも冷却効果はさほど高まらないため，1.52.5m/sにしています。

　余談ですが，配管を多量に使う場合には，コストを下げるために，ステンレス鋼管で高流速（小さい管径）にすることがあります。炭素鋼管だと，流速によって侵食されやすいからです。この場合には，流速は20m/sです。

お礼

ご教示、有り難うございます。
非常に的確な表現で、判りやすく助かります。

冷却水の流速は1.52.5m/sにされているのは
後述されている浸食からなのでしょうか？
あるいは経済性（圧損・配管コストのバランス）
からなのでしょうか？

回答No.3

noname#230359

レイノルズの実験では臨界レイノルズ数が２３００でした。
つまり
　１ｍ／ｓ＊０．０２３ｍ／１．０＊１０＊＊－６
ですから、２０度の水、管径が２３ｍｍでは１ｍ／ｓ
をこえると遷移領域になります。
これ以下では層流で流れます。
　Ｒｅ＝ｄ＊Ｖ／ν　＜　２３００　が目安でしょう　ν　動粘性係数　水　１０＊＊－６ｍ＊＊２／ｓ
２０度のエアは１．５６＊１０＊＊－５ｍ＊＊２／ｓ

回答No.2

noname#230359

＞冷却水の流速は1.52.5m/sにされているのは
後述されている浸食からなのでしょうか？
あるいは経済性（圧損・配管コストのバランス）
からなのでしょうか？

　浸食及び経済性の両面からです。

　管径が大きいと，弁やサイトフローなどの付属品が高くなります。管径が小さいと，浸食と管内面に堆積するカルキ類が心配です。大きからず小さからずでしょうか。

　この流速であれば，炭素鋼管でも１０年以上は使えると思います。

お礼

早速のご回答、有り難うございました。
非常に助かりました。