次目
序編
第1章

序論

1・1

本技術資料の内容…・…………・…・……・…………・・……………………・……………・・………………

1・2

用語その他について

1・3

流体，流量および連続……………・…・・……

………

…

………………

………

………

……………

11

1・3・1流体……………・…・・…………・……・・…・………・……・………………・……・……………・…1
1・3・2

流量および連続……………・・…・………・………………・…………・……・…………・・…………

2

第2章流体摩擦と損失ヘッドおよび流量
2・1

流体摩擦一般
層流と乱流

2・1・2

流体摩擦

2・1・3

運動方程式

……………………………・・……・……・・…………・………・…＿＿．．＿＿＿＿＿＿

2°1・4管内の流れ……………・…．．＿＿＿＿＿＿．．．＿＿＿＿＿＿．．．＿＿＿＿．＿．＿．＿＿＿＿＿＿

2・1・5

相似則

2・2

……………………………………………・・………・…………・……・・………………

……・………・…・……………・…・・……＿＿＿．．＿．＿．＿＿＿．＿＿．＿＿＿＿．．＿＿．

・・………………・…＿＿＿＿．．＿．＿＿＿．＿＿．＿．＿＿．＿＿．＿＿．＿＿＿＿．＿＿．．＿

管路における損失ヘッド

2・2・1損失ヘツド
2・2・2…・…・…………・……………………・……………・・……………・・…・………………

各種の損失

……・…

………

………………

◆……………

…

……………

…°………………

2・3・1

管路の総損失

2・3・2

管路の流量

2・4……………………・…………・…・……・………・…・……………＿．．．＿＿＿＿＿……・・…………・…………・…・…・……………・…・・……・…・………・………………

管路で流体を送るときの動力

2・4・2

管路で圧縮性流体を送る場合

2・4・3重力のもとでの流れ………・・………◆……………・…・・…………・・……・……………

…………………一……………・…………………・・………・……・…・……

2・5・2

基準流速

……………・…・・………・………・・＿＿＿＿＿＿．．．．＿＿＿＿＿＿．．＿＿＿…………・・……

……………

…

…

…………

…

…………

……

……

…………°

1⊥T⊥

管路の経済的口径

9一4

管路の流速

2・5・1

2・6

・………………・・…………………………・……・…・…………

1⊥T⊥

管路で非圧縮性流体を送る場合

7●︵U¶⊥

2・4・12・5∩77●

2・3管路の総損失ヘッドと流量

00U4凸4ふ声6Oρ02・1・1

非定常管内流非圧縮流体の場合（乱流）………・…・……・……・…………・・…………・・……・………・………・・

2・6・3圧縮性流体の場合

・………………・・…………・・……・・………・………・…………・・……・………

1編

戸

07・OO

2・6・2

−⊥T⊥−⊥

2・6・1非圧縮流体の場合（層流）…………・……・◆……・………・…・……・……・……・…………………

気体・液体の・・・・・・・・…般の流れ

第3章直管の損失…・……………・……・………・…°………°…

円管内の層流

3・1・2

層流から乱流への遷移

……

……………

…°

………

………

°

・・………………・……………・・…・………・……・……………………◆……………
……………

°………

…

……°……

……

……°………………

°…°…

9臼ウ臼つ0円形断面の直管

3・1・1

9匂9●9●

3・1

目

次n
3・1・3

なめらかな円管内の乱流

3・1・4

あらい管壁を有する円管

3・2

円形以外の断面を有する直管

3・2・1

層流の場合

……………………………・・………………………・…・……・………・………………

3・2・2

臨界レイノルズ数

3・2・3

乱流の場合

3・3

……・………∵・…………………・・…………………………・・………・25……………・…・・……………・…・………・・………・……・・…………・・27

実用公式

37

・………………・……・………・…・・…・……………・……………………・……

46……………・…・・…………・…・…・……∴…………・…・………・……・………………

47…………………………・……・…・…・…………・…・………………………………・・…・…・…・・50

3・3・1

ガンギエ・クッター（Ganguillet−Kutter）の公式（1870）…・・………・……………・・…・……

50

3・3・2

マニング（Manning）の公式（1889）・・…………・…・………・……・……………・・…・………

50

3・3・3ヘーゼン・ウイリアムス（Hazen−Williams）の公式（1905）…・・………・…………・・……・51
3・3・4

ミゼス（Mises）の公式（1914）…………………………・…・・…・……・………・…・・…………・51

3・3・5材質に応じた実用公式

・…………・……・一・…・…………・…………・…・…・……・・…………・…

51

第4章各種の管路要素の抵抗
4・1管路の入ロ

4・2………・・………・…………・・……・………………………………・…・・…………・・……・……

53

断面積が急に変化する場合

4・2・1広くなる場合………・…・……・…・…∵…・…・…・…………・……・・…………・・一…・…………−54
4・2・2狭くなる場合

4・2・3……・・…………・……………・…・・…………・・……・………・・………・……………

穴を通る場合55……………・…・・…………・……・・………………・……………・……・……………

55

4・3断面積がゆるやかに変化する場合
4・3・1広がり管（デ1フユーザ）……………・・…………………一…………・…・…・………・……・・…
4・3・2
4・4

重ね継手の管………………・・……・…・・…………・…………………・……………・…・………・……・・…

4・5弁およびコヅク

64……・………………・……………・……・………・…・・……………・…・……・……・……・64

4・5・1仕切弁……・…………・・………＿＿．＿．．◆．＿＿＿＿＿＿．．＿＿＿＿＿＿．．＿＿＿＿＿＿．．．＿

64

4・5・2玉形弁・…・……………・・…………・……・…………・………………………・・………・…・……・…

65

4・5・3

ちょう形弁

4・5・4

コック

ダンノ〈

4・7

………・……・…・…………・……・・…・…………・…・……………・・…・………………

65………・・………・………・・………・……・…・………・・…・……………・………・………・・…

4・5・5その他の弁4・656

細まり管（ノズル）・………………・・…・………………………………・………・……・…・………・62

66…………・…………・………………………………・・……＿＿＿．＿．＿＿＿＿＿＿

66

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・…

67

曲り管

4・7・1

ら旋管

・………………・……………一4・7・2

ベンド………・………・・……・・…………・……………・……………………・・……………………72

4・7・3

エルボ

……・・…………・…◆…・……………………………・…・…………・…◆………・…・……・…

4・7・4

案内羽根入りベンド

4・7・5ねじ込み式エルボ…・…………・…・…・………・……・……・…・………・……………・…・・………

84

4・7・6

曲りディフユー一ザ……・………・……………………・・……………・……………・………………

85

4・8・

…・………・・…………………………・・……………………

…・……・………・・……・…………・………・………・・…………・・……・……

68

79
81

分岐・合流管

4・8・1

分岐・合流損失係数の定義………………・・………・……・…・・………・………・・…・……・……・86

4・8・2

分岐・合流管におけるエネルギ損失特性の統一的表示…・…………・…・…………・…・…・…

88

4・8・3面積比が1以上の値をとるT形管……・・…………・…・・……………・……………・…・・………

884・8・4

Y形管…………・……・・………・………・・…………・………………………・…・……・………・…・89

4・8・5

実用T形配管・…・……………・……………・…・・………・…・……・・…………・……・……………

89

4・8・6

12in角断面をもっ正方形ダクト…………・・……・………・・………・………・………・・…………

94

4・8・7一部盲管としたT形管…・・………・…・…………………・………・…・……・…・……・………・・…

95

目

次4・9分配管皿……………・…・・……………・…・・……………・………………・……・…・……………・・…………

4・9・1分配管内圧力分布……………・・…・…………・……・・………・………・・……・・…………・………

96

96

4・9・2連続分配管による近似……………・…・・……………・…・・…・……………・・………・……・…・…

96

4・9・3連続等分布分配管………………………………・…・……・……………………………・・……◆…

97

4・9・4支管の抵抗が均一の分配管
4・10………………・・…・……………………………・…・………………・97

集合管……・…………・・………………・・……・………………・……………・・………・………・・…………

98

4・10・1集合管内圧力分布……………・…・・…………・…・…・…………・……・・……………・・…・………

98

4・10・2連続集合管による近似……・・…………・………・………・・……・・…………・……・…・………・…

98

4・10・3連続等分布集合管……………・…・・………………………・…………・・……………・・…・………

98

4・10・4支管の抵抗が均一の集合管・………………・・…・………………………………・……・…………

99

4・10・5

分配・集合管・…………・……・…………………………・…・……・………・・………・・……・・……

99

4・11管の出ロ……………・・…・……………………………・…・…・・………・………・…………………………100
4・12損失の干渉………・……………・……………・…………・……・・…・……………・・……………・・…・……100

4・12・1

ベンドーベンドの干渉

4・12・2

ベンドー広がり管（ディフユーザ）の干渉

第5章…………・…・…・・………・…………………………・……・・……………101…………・……・・………………・………・・………104

管路網

5・1

樹枝状管路網と網目状管路網…………・……・・………・………・・…・…………・…・・………………・・…106

5・2

網目状管路網の流量計算法

5・2・1バーディ・クロス（Hardy−Cross）法……・………・…・・………………………・…・…………106

5・2・2

連立一次方程式により補正流量を求める方法

107

5・2・3

節点圧力を仮定して補正していく方法

………

108

5・2・4

等価電気回路網による方法……………・…・・…

108

第6章

整流装置の抵抗

6・1整流装置の基礎
6・2………………°

金網および多孔板の特性値

…………

6・2・1

抵抗係数K…………・……

6・2・2

流出角係数α……………

6・3整流装置の実例

……°……

…………

………………°°……………

…

◆109

・……・…………・…・……………・・…・……………・・……・・…………・……110

……………
…

……

…

……………

………°°

…

……………

……………
…

…

………………

…

…………110……………112……………・…・・…………・…一・…………・…・…・・……………・…・…………………113

第7章絞り流量計の抵抗……………・…・・…………………………・………・・…・………・……・………＿＿115

第8章

回転管

8・1管軸のまわりに回転する直管
8・2管軸まわりに回転する二重円管……・………・……………………・…・……・………・…………・・……・…117…………………………………・・……・……・……・…・…………・…・・117

8・2・1同心回転二重円管のモーメント係数（軸流なし）一……………・……………・…・・…・・………118

8・2・2同心回転二重円管の管摩擦係数

8・2・3同心の場合のモーメント係数（軸流あり）………・・………・…………・…・…・…・・……………・120

8・2・4偏心の場合のモーメント係数（軸流なし）………・……・・………・……・…・……………………121

8・2・5偏心の場合の管摩擦係数

・………………・・………・………・・……………・…・・…………119………・………・・……………………・…………………………・……・122

8・3管軸に直交する軸のまわりに回転する直管…………・……・……・……………………………………123

8・3・1円形断面の回転直管の層流の管摩擦係数8・3・2

円形断面の回転直管の臨界レイノルズ数

8・3・38・3・48・4………・………・・………・………・・…………………123………・・………・…………・…・…・…・…………・…・124

円形断面の回転直管の乱流の管摩擦係数
長方形断面の回転直管

回転U字管……………………………・……・…・………………124………………・・…・…………・…・・………………・・…・……………・・…・124……・・…………・………………………・…・………・・…・……………・……………………125

目

次IV

1［編各種の流体の流れ

第9章圧縮性流体および蒸気の流れ
9・1

圧縮性流れの基本

9・1・1

圧縮性流体における運動方程式

9・1・2連続の式，状態方程式……………・…・・……………・…・◆…………一……………………・・…127

9・1・3流動する気体のエネルギ式
9・1・4

等エントPピ流れ

9・1・5

マッハ数による整理

9・2

9・2・2

先細ノズル

9・3

圧力係数

……・…………・・………………………・………一・…・……………・・……128……………………・……………・・………・……・…・・………………・・………131…………・……・・……………………………・…・…・…・…・…………・………131………………………………・…・・……………………………………………………132

9・2・3先細末広ノズル
9・2・4………………………………………………………………………128……・……・……・…………・……・・…・……………・・…………………………128

一次元等エントロピ流れ

9・2・1等エントロピ流れ……………・・…◆……………・…・・……………・………・……・127…………・・…・…………………………………………………・・…・……………132………・・……・…・……………・・……………・…………………・…・……………・・…・…133

等断面管路流れ

9・3・1摩擦損失のある断熱流れ（ファノー流れ）・…∵………………………………………・…・・……133
9・3・2外部と熱授受のある摩擦のない流れ（レーレー流れ）・………………・・………・………・・……135

9・3・3

等温流れ

9・4広がり管内の流れ…………………………………・……………………………………・・…………………135………………………………・…・・……………・…・・……………・…・・………………136

9・4・1衝撃波上流の流れ
9・4・2

擬i似衝撃波・………………・・……………………………………………・……・…・………136………・………・・……………・・…・………・……・…・……………・・…・………………138

9・4・3衝撃波下流の流れ………・……・…・・………………・・…………・・……・…………………………139

9・5蒸気の流動
9・5・1蒸気の流動の特徴

・……………・…・…………・……・・…・…・…………・…………………………140

9・5・2−一一maの管路の抵抗の式やデータが使える場合
9・5・3

自然凝縮が生じる場合

9・5・4管内凝縮流

9・6……・……・……・……………・…・・…・……・………・…・・……………・…143……・…………・・……………・・…・………………………・…………・・………………143曲り管，急拡大・急縮小管等の流れ

9・6・1

まえがき

・………………・・…………・……・・…・・……………・……・・…………・……・……・……・144

9・6・2配管系各要素についての解析

9・7……・……・……・………………………………141

・………………・・…・……………・・………・…・：…………………144

ラビリンス流路

9・7・1

ラビリンス流路の概要

9・7・2

ラビリンス流路の流量（漏れ量）の計算………………・・…・……………・・…・…………・…・…・152………………………………………………・…一・・……………・・…・…151

9・7・3

ラビリンス流路の形状

9・7・4

ラビリンス流路計画上の注意…・…・…………

…

……………°……

…

………

………………

°…154………・……・…・…………・・……◆…・……………・・……………155

第10章非ニュートン流体の流れ
10・1

10・2

流動様式による流体の分類…………・・……・…・……・………・………・……・…・……………・・…・……156

基礎方程式系

10・2・1応力運動方程式・………………・・…………・……・……………・・…・・……………………………156
10・2・2

連続の方程式・………………・・…………・・……・……・…・………・………………………………156

10・2・3

レオロジー方程式（構i成方程式）………………………・…・………◆・…………・……・………156

次目

V
10・3

純粘性流体

10・3・1流動曲線による分類……・……・……・………………・…………………°

10・3・2

各種のレオロジー方程式……………・……………・………・・………・………・…………………157

…………

…

…

……156

10・3・3細管法によって流動曲線を求める方法…………・…・…・・……………・…・……………・…・・…157

10・3・4べき乗則流体………・………・・…・……………・・…・……………・・…・………一…・……………157

10・3・5

10・4

エリス流体……………………・…………・…・……・…・・…………一…………・・………………160

塑性流体）

10・4・1塑性流体の分類とレオロジー方程式…・……∴・…◆…・…………・……・◆・……・…………・……160
10・4・2

10・5

ビンガム流体……………・…・・……………・…・・………・………・・………・………・・……・……・・160

粘弾性流体

10・5・1

レオロジー方程式………・……………・一……・・…・…………………………・・………・………163

10°5・2

相似則…………＿．＿．．＿＿＿＿＿．＿．．＿．＿．＿＿＿＿．＿＿＿．＿＿．＿．＿＿＿＿＿＿．．．＿164

10・5・3円管内層流……………・…・・…………・……・・……・…………・・………………・・……………・…164

10・5・4

円管内乱流……………・…

10・6………………

…°……………

………………

°………………165

物性値の測定法

10・6・1粘度測定……・………・・…………・……・・………

………

……

…

………°………………

…166

10・6・2

降伏値pッ

10・6・3

法線差応カ……………・…・◆……………・・……………・……………………・・…・………………167

第11章
11・1

………………・……・・…………・・…………◆………………………・＿＿＿＿．＿＿．166

混相流
固気二相流

11・1・1

粉粒体の流動様式………………………………・…・・………・……一・・………一……・………169

11・1・2

粉粒体の浮遊速度・……………・…・……………………・…・・…・…・…・・………・………・………169

11・1・3

粉粒体群の運動方程式…・…・…………・………・・………・……………………………・…・…・…170

11・1・4

粉粒体の加速抵抗……・………・…・……………・・…・………・………・・………・…・……・………170

11・1・5

直管路における固気速度比………………◆・・………一………………………・・………………171

11・1・6

等速運動における粉粒体の管路抵抗……………・…・・………・…・……・…・……………・・……172

11・1・7

曲り管路における粉粒体の流動抵抗（90°曲り管）・・………………………………………・174

11・1・8最小輸送速度（限界流速）11・2…………………………………………・…・………・………………174

固液二相流

11・2・1

スラリの流動様式……………・・…・…・…………・…・………・………・・……………・…・・………175

11・2・2粒子の濃度分布と液体の速度分布……………………………・…・…・…………………………176

11・2・3

粒子の沈降速度と抗力係数………・………・・……………・…・・………………・・………・………177

11・2・4

限界速度……………・…・・………・………・・………・………・・……………・…・・………・・………・177

11・2・5

直管路における粒子速度・……………・…・……………………………・…・…・………・………・・178

11・2・6

圧力損失（水力こう配）

11・3……………………………・…・・……………・・…・・……………・…・…179

気液二相流

11・3・1

流動様式…………・…・…・…・……・………・…………・・……・………………・・…∴……………・・180

11・3・2基礎方程式…………・……・・…………………………………・………………・…・………………181

11・3・3

ボイド率……………………………・…・…・………………………・…………・・一……………・・181

11・3・4

加速損失…………・…・…・・………・………・・………………・・……………・…・・……・…………・・183

11・3・5

直管中の摩擦損失……・…………・・…………・…・…・…………・……・・…………………………183

11・3・6

ら旋管中の摩擦損失…・……………・・……………・・…・……・…………・・…・………・……・……185

11・3・7管列の摩擦損失…………・…一・…………・…・…・・………………・・……………………………187
11・3・8

各種の局所損失・………・・…・・…・…………………………………………・・…………・…………188

目

次11・4

カプセル輸送11・4・1水力式カプセル輸送…・……………・・…・…………………………・……・・……………・…・……190
11・4・2カプセルの空気輸送……………・…・・………………………・…………・・……・………………・・191

皿編

管路・ダクト系の計画・設計例

A．プラント関係

1234567890123456
AAAAAAAAAAA

都市ガスの高圧長距離輸送幹線…・……・………・………・…………………………・・………………196

都市ガスの中圧導管網……………・…・・…・……………・・…………・……・・…・……………・・………198

都市ガス管路の経済設計………・………・・…・…………・…・…・……………・・……………・…・・……200

煙道ダクト…………・…・…・・……………・…・………・……・…・………………・………・…………・…202

冷却器の圧力損失

T⊥ 1⊥

AA
A
AA

……………………………・……・・……・………・…・・……・・………………・・……・204

空気冷却・器への分岐配管…・………………………………・…………・…………・……………・・……206−⊥

給水の分岐配管…………・……・・……・…………・・…………・・……・………・………・・………………208

ガス捕集配管……・・……・…・……・………・・………・………・…・………………………・………・……210

消火線の配管網……・…………・・…・……………・・……・・…t−…・…・・……・…………・・………………212

ポンプまわりの配管噌⊥パイプライン………・……◆…・・…………・……・…・………・……・……………・・…・…………214…………・…・…・……………・・…・………………・……………・……・………・……・…・216

つ⊥

加熱炉および塔配管

凝縮水ヘツダー・………………・・……………・・…・…………・……・・……………・・…・…………218………・…・……・…・………・……・…・……・………・…・…………・…・………………2201⊥

自然流下する管路

・……………・…・…・……・………・……・………・…・…・……………・・……………222

粒体の空気輸送………・・………・………………・……・……………・…・…………・…・………………222

1⊥

スラリ輸送

……・………一………………・…・・……………・…・………・…・……・…………・……・・…226

B．建築・土木関係
B・1

空調用低速ダクト（単一ダクト定風量方式）……………・…・・…・……………・・…・……………・θ…228

B・2

空調用高速ダクト（単一ダクト変風量方式）…・……一……・・……・…………・・……・………・…・…230

B・3

冷温水配管の設計例

B・4

直接暖房用低圧蒸気配管

・………………・…一……・……・・……・…………・・………………・・…・…234

B・5

地域暖房用高圧蒸気配管…………・……・・……・……・……・……・………・…・……・…………・・……236

B・6温水配管の最適化設計
B・7冷媒配管
B・8

・………・………・…・・……一…一・・…………・……・……………・…・・…………232

・……………・…・………・……一・…・………・……・……………・…・・………238…・……・…・…………・………・・……・…………・一……・………・…・………・……・一……240

建物内給水配管・………………・・…………・・……・・…………・……・…………・…・…………………242

B・9建物内排水および通気配管
B・10…・……………・…………・…・……………………・…………・・……・…・244

上水道送配水管の経済的設計例…・…・・…・………………・一・…・・……………・・…・……・…・……・246

B・11バーディ・クロス法による上水道管網の流量計算例
B・12下水管きょ網

・…・……………・………………・………………………………・…＿．．＿＿＿＿．．＿．．．250

B・13

汚でい（スラッジ）の管路輸送

B・14

自動車トンネルのi換気ダクト

付録・計算図表…………・…・…・・……・…・……・………・・…248………………・…………………・・…・・……………・・…………・…・252……………・・…・…・……………・・……・…………・・……・・……・・…・・254（詳細目次は195ページ参照）…・………・・…・……………………・・……………………256〜269