流量コンバーター
流量変換器 — L/sからCFM、GPM、kg/hなどへ
5つのカテゴリにわたる51の単位間で流量を変換します:体積流量(L/s、gal/min、CFM)、質量流量(kg/s、lb/h)、および特殊単位(バレル/日、MGD)。質量-体積変換のための水の密度の考慮事項を含みます。
流量の基礎
体積流量
時間あたりの流体の体積。単位:L/s、m3/h、gal/min、CFM(ft3/min)。ポンプ、パイプ、HVACで最も一般的。体積測定内では流体の種類に依存しません。
- L/s:メートル法標準
- gal/min(GPM):米国の配管
- CFM:HVACの空気流量
- m3/h:大規模システム
質量流量
時間あたりの流体の質量。単位:kg/s、lb/h、t/日。化学プロセスで使用されます。体積への変換には密度の知識が必要です!水 = 1 kg/L、油 = 0.87 kg/L、異なります!
- kg/s:SI質量流量
- lb/h:米国の産業用
- 体積には密度が必要!
- 水の仮定は一般的です
体積流量 vs. 質量流量
質量流量 = 体積流量 x 密度。1 kg/sの水 = 1 L/s(密度1 kg/L)。同じ1 kg/sの油 = 1.15 L/s(密度0.87 kg/L)。変換するときは常に密度を確認してください!
- m = ρ x V(質量 = 密度 x 体積)
- 水:1 kg/Lと仮定
- 油:0.87 kg/L
- 空気:0.0012 kg/L!
- 体積流量:L/s、gal/min、CFM(m3/min)
- 質量流量:kg/s、lb/h、t/日
- 密度によって関連付け:m = ρ × V
- 水の密度 = 1 kg/L(変換用に仮定)
- 他の流体:密度比を掛ける
- 正確さのために常に流体の種類を指定してください!
流量システム
メートル法体積流量
世界中のSI単位。基本単位はリットル/秒(L/s)。大規模システムには立方メートル/時(m3/h)。医療/実験室用途にはミリリットル/分(mL/min)。
- L/s:標準流量
- m3/h:産業用
- mL/min:医療用
- cm3/s:小容量
米国体積流量
米国の慣習単位。配管ではガロン/分(GPM)。HVACでは立方フィート/分(CFM)。小流量には液量オンス/時。
- GPM:配管の標準
- CFM:空気流量(HVAC)
- ft3/h:ガス流量
- fl oz/min:分注
質量流量と特殊単位
質量流量:化学プラントではkg/s、lb/h。石油ではバレル/日(bbl/日)。水処理ではMGD(百万ガロン/日)。灌漑ではエーカーフィート/日。
- kg/h:化学産業
- bbl/日:石油生産
- MGD:水処理施設
- エーカーフィート/日:灌漑
流量の物理学
連続の式
パイプ内の流量は一定です:Q = A x v(流量 = 断面積 x 速度)。狭いパイプ = 速い流れ。広いパイプ = 遅い流れ。同じ体積が通過します!
- Q = A × v
- 断面積が小さい = 速度が速い
- 体積は保存される
- 非圧縮性流体
密度と温度
密度は温度によって変化します!4°Cの水:1.000 kg/L。80°Cの水:0.972 kg/L。質量-体積変換に影響します。常に条件を指定してください!
- ρはTによって変化する
- 水の密度は4°Cで最大
- 高温の流体は密度が低い
- 温度を指定してください!
圧縮性流れ
気体は圧縮され、液体は圧縮されません。空気の流れには圧力/温度の補正が必要です。標準状態:1気圧、20°C。体積流量は圧力によって変化します!
- 気体:圧縮性
- 液体:非圧縮性
- STP:1気圧、20°C
- 圧力の補正をしてください!
一般的な流量ベンチマーク
| 用途 | 一般的な流量 | 備考 |
|---|---|---|
| 庭のホース | 15-25 L/min(4-7 GPM) | 住宅用の水やり |
| シャワーヘッド | 8-10 L/min(2-2.5 GPM) | 標準流量 |
| キッチン蛇口 | 6-8 L/min(1.5-2 GPM) | 現代の低流量 |
| 消火栓 | 3,800-5,700 L/min(1000-1500 GPM) | 市営供給 |
| 車のラジエーター | 38-76 L/min(10-20 GPM) | 冷却システム |
| 点滴(医療) | 20-100 mL/h | 患者の水分補給 |
| 小型水槽ポンプ | 200-400 L/h(50-100 GPH) | 水槽の循環 |
| 家庭用ACユニット | 1,200-2,000 CFM | 3-5トンシステム |
| 産業用ポンプ | 100-1000 m3/h | 大規模な移送 |
実世界での応用
HVACと配管
HVAC:空気流量のCFM(立方フィート/分)。一般的な家庭:AC1トンあたり400 CFM。配管:水流量のGPM。シャワー:2-2.5 GPM。キッチン蛇口:1.5-2 GPM。
- AC:400 CFM/トン
- シャワー:2-2.5 GPM
- 蛇口:1.5-2 GPM
- トイレ:1.6 GPF
石油・ガス産業
石油生産はバレル/日(bbl/日)で測定されます。1バレル = 42米国ガロン = 159リットル。パイプライン:m3/h。天然ガス:標準立方フィート/日(scfd)。
- 石油:bbl/日
- 1 bbl = 42 gal = 159 L
- パイプライン:m3/h
- ガス:scfd
化学・医療
化学プラント:kg/hまたはt/日の質量流量。点滴:mL/h(医療)。実験用ポンプ:mL/min。反応には質量流量が重要です - 正確な量が必要です!
- 化学:kg/h、t/日
- 点滴:mL/h
- 実験用ポンプ:mL/min
- 質量が重要!
クイック計算
GPMからL/minへ
1ガロン(米国)= 3.785リットル。クイック:GPM x 3.8 ≈ L/min。または:GPM x 4でおおよその見積もり。10 GPM ≈ 38 L/min。
- 1 GPM = 3.785 L/min
- GPM x 4 ≈ L/min(クイック)
- 10 GPM = 37.85 L/min
- 簡単な変換!
CFMからm3/hへ
1 CFM = 1.699 m3/h。クイック:CFM x 1.7 ≈ m3/h。または:CFM x 2でおおよその見積もり。1000 CFM ≈ 1700 m3/h。
- 1 CFM = 1.699 m3/h
- CFM x 2 ≈ m3/h(クイック)
- 1000 CFM = 1699 m3/h
- HVAC標準
質量から体積へ(水)
水:1 kg = 1 L(4°Cで)。なので1 kg/s = 1 L/s。クイック:水の場合kg/h = L/h。他の流体:密度で割る!
- 水:1 kg = 1 L
- kg/s = L/s(水のみ)
- 油:0.87で割る
- ガソリン:0.75で割る
変換の仕組み
- ステップ1:流量の種類を特定する(体積または質量)
- ステップ2:同じ種類内で通常通り変換する
- ステップ3:質量から体積へ?密度が必要です!
- ステップ4:指定がない場合は水と仮定します
- ステップ5:他の流体:密度補正を適用する
一般的な変換
| から | へ | 係数 | 例 |
|---|---|---|---|
| L/s | L/min | 60 | 1 L/s = 60 L/min |
| L/min | GPM | 0.264 | 10 L/min = 2.64 GPM |
| GPM | L/min | 3.785 | 5 GPM = 18.9 L/min |
| CFM | m3/h | 1.699 | 100 CFM = 170 m3/h |
| m3/h | CFM | 0.589 | 100 m3/h = 58.9 CFM |
| m3/h | L/s | 0.278 | 100 m3/h = 27.8 L/s |
| kg/s | L/s | 1(水) | 1 kg/s = 1 L/s(水) |
| lb/h | kg/h | 0.454 | 100 lb/h = 45.4 kg/h |
クイック例
演習問題
ポンプのサイズ設定
1000ガロンのタンクを10分で満たす必要があります。GPM単位で必要なポンプの流量は?
流量 = 体積 / 時間 = 1000 gal / 10 min = 100 GPM。メートル法では:100 GPM x 3.785 = 378.5 L/min = 6.3 L/s。定格が100 GPM以上のポンプを選択してください。
HVACの空気流量
部屋のサイズは20フィートx 15フィートx 8フィートです。1時間あたり6回の換気が必要です。必要なCFMは?
体積 = 20 x 15 x 8 = 2400 ft3。1時間あたりの換気回数 = 6、なので2400 x 6 = 14,400 ft3/時間。CFMに変換:14,400 / 60 = 240 CFMが必要です。
質量流量の変換
化学プラント:500 kg/hの油(密度0.87 kg/L)。L/h単位での体積流量は?
体積 = 質量 / 密度 = 500 kg/h / 0.87 kg/L = 575 L/h。これが水(1 kg/L)だった場合、500 L/hになります。油は密度が低いので、体積が大きくなります!
よくある間違い
- **質量流量と体積流量の混同**:kg/s ≠ L/sです。ただし、流体が水の場合は例外です!変換には密度が必要です。油、ガソリン、空気はすべて異なります!
- **密度の温度効果を忘れる**:温水は冷水よりも密度が低いです。1 kg/sの温水 > 1 L/s。常に条件を指定してください!
- **米国ガロン vs. 英国ガロン**:英国ガロンは20%大きいです!1 gal UK = 1.201 gal US。どのシステムか確認してください!
- **時間単位の混同**:GPM ≠ GPH!分あたりか、時間あたりか、秒あたりかを確認してください。60倍または3600倍の違いがあります!
- **標準状態 vs. 実際の状態(気体)**:異なる圧力/温度の空気は体積が異なります。STPまたは実際の状態を指定してください!
- **非圧縮性流れと仮定する**:気体は圧縮され、体積が変化します!蒸気、空気、天然ガスはすべて圧力/温度の影響を受けます。
豆知識
消火栓の威力
一般的な消火栓:1000-1500 GPM(3800-5700 L/min)。これは平均的な浴槽(50ガロン)を3秒で満たすのに十分です!住宅用水道サービスはわずか10-20 GPMです。
石油バレルの歴史
石油バレル = 42米国ガロン。なぜ42?1860年代、ウィスキー樽は42ガロンでした - 石油産業は同じサイズを採用しただけです!1バレル = 159リットル。世界の石油は百万バレル/日で測定されます。
CFM = 快適さ
HVACのルール:冷却1トンあたり400 CFM。3トンの家庭用AC = 1200 CFM。CFMが低すぎると循環が悪くなります。高すぎるとエネルギーの無駄です。ちょうど良い = 快適な家!
都市のためのMGD
水処理プラントはMGD(百万ガロン/日)で評価されます。ニューヨーク市:1000 MGD!これは1日あたり378万立方メートルです。平均的な人は1日あたり80-100ガロンを使用します。
マイナーズインチ
歴史的な水利権の単位:1マイナーズインチ = 0.708 L/s。ゴールドラッシュ時代から!6インチの水頭で1平方インチの開口部。今でも一部の米国西部の水利権で使用されています!
点滴の精度
医療用点滴:20-100 mL/h。これは0.33-1.67 mL/minです。重要な精度!滴下数:60滴/mLが標準。1秒に1滴 = 60 mL/h。
流量測定の歴史
1700年代
初期の流量測定。水車、バケツとストップウォッチの方法。流れの絞り測定のためのベンチュリ効果が発見される。
1887年
ベンチュリメーターが発明される。絞られたパイプ内の圧力差を利用して流量を測定する。今日でも現代的な形で使用されている!
1920年代
オリフィスプレートメーターが標準化される。シンプルで安価な流量測定。石油・ガス産業で広く採用された。
1940年代
タービン流量計が開発される。回転する羽根が流速を測定する。高精度で、航空燃料に使用される。
1970年代
超音波流量計。可動部品なし!音波の通過時間を利用する。非侵襲的で、大きなパイプに正確。
1980年代
質量流量計(コリオリ)。直接質量測定、密度は不要!振動管技術。化学薬品にとって画期的。
2000年代
IoTを備えたデジタル流量計。スマートセンサー、リアルタイム監視、予知保全。ビル管理システムとの統合。
プロのヒント
- **単位を注意深く確認してください**:GPM vs. GPH vs. GPD。分あたり、時間あたり、日あたりでは大きな違いがあります!60倍または1440倍の係数。
- **水の仮定に関する警告**:質量から体積への変換器は水(1 kg/L)を仮定します。油の場合:1.15を掛けます。ガソリンの場合:1.33を掛けます。空気の場合:833を掛けます!
- **HVACの経験則**:AC1トンあたり400 CFM。クイックサイズ設定!3トンの家 = 1200 CFM。変換:1 CFM = 1.7 m3/h。
- **ポンプカーブは重要です**:流量はヘッド圧によって変化します!ヘッドが高い = 流量が低い。常にポンプカーブを確認し、最大定格だけを使用しないでください。
- **GPMのクイック変換**:GPM x 4 ≈ L/min。見積もりには十分近いです!正確には:x3.785。逆:L/min / 4 ≈ GPM。
- **条件を指定してください**:温度、圧力は流量に影響します(特に気体)。常に標準状態または実際の動作条件を述べてください。
- **自動科学表記**:100万以上または0.000001未満の値は、読みやすさのために自動的に科学表記(例:1.0e+6)で表示されます!
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メートル体積流量
| Unit | Symbol | Base Equivalent | Notes |
|---|---|---|---|
| リットル/秒 | L/s | 1 L/s (base) | Commonly used |
| リットル/分 | L/min | 16.6667 mL/s | Commonly used |
| リットル/時 | L/h | 2.778e-4 L/s | Commonly used |
| リットル/日 | L/day | 1.157e-5 L/s | — |
| ミリリットル/秒 | mL/s | 1.0000 mL/s | Commonly used |
| ミリリットル/分 | mL/min | 1.667e-5 L/s | Commonly used |
| ミリリットル/時 | mL/h | 2.778e-7 L/s | — |
| 立方メートル/秒 | m³/s | 1000.0000 L/s | Commonly used |
| 立方メートル/分 | m³/min | 16.6667 L/s | Commonly used |
| 立方メートル/時 | m³/h | 277.7778 mL/s | Commonly used |
| 立方メートル/日 | m³/day | 11.5741 mL/s | — |
| 立方センチメートル/秒 | cm³/s | 1.0000 mL/s | — |
| 立方センチメートル/分 | cm³/min | 1.667e-5 L/s | — |
米国慣用体積流量
| Unit | Symbol | Base Equivalent | Notes |
|---|---|---|---|
| ガロン (米国)/秒 | gal/s | 3.7854 L/s | Commonly used |
| ガロン (米国)/分 (GPM) | gal/min | 63.0902 mL/s | Commonly used |
| ガロン (米国)/時 | gal/h | 1.0515 mL/s | Commonly used |
| ガロン (米国)/日 | gal/day | 4.381e-5 L/s | — |
| 立方フィート/秒 | ft³/s | 28.3168 L/s | Commonly used |
| 立方フィート/分 (CFM) | ft³/min | 471.9467 mL/s | Commonly used |
| 立方フィート/時 | ft³/h | 7.8658 mL/s | Commonly used |
| 立方インチ/秒 | in³/s | 16.3871 mL/s | — |
| 立方インチ/分 | in³/min | 2.731e-4 L/s | — |
| 液量オンス (米国)/秒 | fl oz/s | 29.5735 mL/s | — |
| 液量オンス (米国)/分 | fl oz/min | 4.929e-4 L/s | — |
| 液量オンス (米国)/時 | fl oz/h | 8.215e-6 L/s | — |
帝国体積流量
| Unit | Symbol | Base Equivalent | Notes |
|---|---|---|---|
| ガロン (帝国)/秒 | gal UK/s | 4.5461 L/s | Commonly used |
| ガロン (帝国)/分 | gal UK/min | 75.7682 mL/s | Commonly used |
| ガロン (帝国)/時 | gal UK/h | 1.2628 mL/s | Commonly used |
| ガロン (帝国)/日 | gal UK/day | 5.262e-5 L/s | — |
| 液量オンス (帝国)/秒 | fl oz UK/s | 28.4131 mL/s | — |
| 液量オンス (帝国)/分 | fl oz UK/min | 4.736e-4 L/s | — |
| 液量オンス (帝国)/時 | fl oz UK/h | 7.893e-6 L/s | — |
質量流量
| Unit | Symbol | Base Equivalent | Notes |
|---|---|---|---|
| キログラム/秒 | kg/s | 1 L/s (base) | Commonly used |
| キログラム/分 | kg/min | 16.6667 mL/s | Commonly used |
| キログラム/時 | kg/h | 2.778e-4 L/s | Commonly used |
| グラム/秒 | g/s | 1.0000 mL/s | — |
| グラム/分 | g/min | 1.667e-5 L/s | — |
| グラム/時 | g/h | 2.778e-7 L/s | — |
| メートルトン/時 | t/h | 277.7778 mL/s | — |
| メートルトン/日 | t/day | 11.5741 mL/s | — |
| ポンド/秒 | lb/s | 453.5920 mL/s | — |
| ポンド/分 | lb/min | 7.5599 mL/s | — |
| ポンド/時 | lb/h | 1.260e-4 L/s | — |
専門および産業
| Unit | Symbol | Base Equivalent | Notes |
|---|---|---|---|
| バレル/日 (石油) | bbl/day | 1.8401 mL/s | Commonly used |
| バレル/時 (石油) | bbl/h | 44.1631 mL/s | — |
| バレル/分 (石油) | bbl/min | 2.6498 L/s | — |
| エーカーフィート/日 | acre-ft/day | 14.2764 L/s | Commonly used |
| エーカーフィート/時 | acre-ft/h | 342.6338 L/s | — |
| 百万ガロン/日 (MGD) | MGD | 43.8126 L/s | Commonly used |
| キューセック (立方フィート/秒) | cusec | 28.3168 L/s | Commonly used |
| マイナーズインチ | miner's in | 708.0000 mL/s | — |
よくある質問
GPMとCFMの違いは何ですか?
GPM = ガロン(液体)/分。水、液体に使用されます。CFM = 立方フィート(空気/気体)/分。HVACの空気流量に使用されます。異なる流体です!1 GPMの水は8.34 lb/minの重さです。1 CFMの空気は海面で0.075 lb/minの重さです。体積は同じですが、質量は大きく異なります!
kg/sをL/sに変換できますか?
はい、ただし流体の密度が必要です!水:1 kg/s = 1 L/s(密度1 kg/L)。油:1 kg/s = 1.15 L/s(密度0.87 kg/L)。ガソリン:1 kg/s = 1.33 L/s(密度0.75 kg/L)。空気:1 kg/s = 833 L/s(密度0.0012 kg/L)!常に密度を確認してください。指定がない場合、当社の変換器は水を仮定します。
なぜポンプの流量が変わるのですか?
ポンプの流量はヘッド圧によって変化します!揚程/圧力が高い = 流量が低い。ポンプカーブは流量とヘッドの関係を示します。ヘッドがゼロ(開放吐出)の場合:最大流量。最大ヘッド(バルブ閉鎖)の場合:ゼロ流量。実際の動作点についてはポンプカーブを確認してください。最大流量定格だけを使用しないでください!
HVACシステムにはどのくらいの流量が必要ですか?
経験則:冷却1トンあたり400 CFM。3トンのAC = 1200 CFM。5トン = 2000 CFM。メートル法では:1トン ≈ 680 m3/h。ダクトの抵抗に合わせて調整してください。流量が低すぎると冷却が悪くなります。流量が高すぎると騒音、エネルギーの無駄になります。専門家による負荷計算をお勧めします!
米国ガロンと英国ガロンの違いは何ですか?
大きな違いがあります!インペリアル(英国)ガロン = 4.546リットル。米国ガロン = 3.785リットル。英国ガロンは20%大きいです!1 gal UK = 1.201 gal US。常にどのシステムかを指定してください!ほとんどの変換器は、'インペリアル'または'英国'と明記されていない限り、米国ガロンをデフォルトとして使用します。
ポンプのサイズはどうやって決めるのですか?
3つのステップ:1)必要な流量を計算する(必要な体積/時間)。2)総ヘッドを計算する(揚程 + 摩擦損失)。3)ポンプカーブ上の最高効率点(BEP)の80-90%に動作点(流量 + ヘッド)があるポンプを選択する。10-20%の安全マージンを追加する。NPSH要件を確認する。システムカーブを考慮する!