ポンプ揚程と入口水および出口水の関係

ポンプの出力は流量に正比例しますが、流量は揚程に反比例します。揚程が増加すると流量は減少し、出力は減少します。逆に、揚程が減少すると流量は増加し、出力は増加します。

したがって、高揚程ポンプを低揚程（校正値の 60% 未満、一部の規格で推奨されている 80% 以上）で長時間使用すると、流量が過剰になりモーターに過負荷がかかり、過熱したり、焼損したりする可能性があります。

送水ポンプの実揚程＝総揚程損失揚程。ポンプモデルを決定する際、総揚程は固定されており、損失揚程は主に配管抵抗によって決定されます。配管径が小さいほど摩擦抵抗が大きくなり、損失揚程が増加しますが、実揚程は減少し、効率も低下します（例えば、配管径が小さいのにポンプが大きい場合など）。

小口径ポンプで太い水管を使用すると、管路抵抗が減少し、損失揚程が減少し、実揚程が増加し、流量はわずかに増加しますが、消費電力の増加は抑制可能です。定格揚程範囲内であれば、太い管路を使用することで管路損失を低減できます。

配管径を大きくすると水圧が上昇し、モーターの過負荷につながると誤解するユーザーが多いですが、実際には、液圧は揚程にのみ関係し、配管径とは無関係です。揚程が一定であれば、インペラにかかる圧力は一定であり、配管径の変化は流量と抵抗にのみ影響します。

そのため、エンジニアリングにおいては、配管径を小さくすることで「揚程を小さくする」ことを避ける必要があります。これにより、実際の揚程と効率が低下します。配管径とポンプパラメータを適切に組み合わせ、設計仕様に基づいて配管径を優先的に選定する必要があります。大口径システムはエネルギー消費損失を低減できますが、流量とモーター容量を計算する必要があります。

ポンプ選定においては、揚程、流量、配管径といったパラメータを総合的に考慮する必要があります。そうすることで、単一のパラメータの誤判断によるシステムの非効率性や過負荷のリスクを回避できます。しかし、従来の選定方法は、多くの場合、手作業による経験と静的パラメータ計算に依存しており、複雑な動作条件下での動的な変化をリアルタイムで捉えることが困難です。

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