損失係数(K値)とは?
ベンド・弁・径の変わる部分などの局所的な圧力損失を、その場所の流速の動圧の何倍かで表した数です。
継手や弁の損失を直管の長さに換算せずに、まとめて扱えます。
K = 1 の弁は、流速 u の流れから \rho u^2/2(動圧)と同じだけの圧力を奪います。
K値は直接入力するか、相関式で計算します。相関式は出典・適用範囲・基準流速を結果に表示します(90°ベンドと拡大・縮小はCrane Technical Paper No. 410の式)。分岐では出口ごとのK値を、その出口の流速に対して入力します。バルブはKv値・Cv値でも指定できます。
\Delta p = K\,\frac{\rho\,u_{\mathrm{ref}}^2}{2}
K値は基準にする流速 u_{\mathrm{ref}} とセットで意味を持ちます。レジューサーでは細い側の流速です。急拡大ではBorda–Carnotの式 K = (1-\beta^2)^2(\beta = d_{\mathrm{small}}/d_{\mathrm{large}})になります。Kv値は1 barの差圧で流れる水の流量(m³/h)です。
\Delta p\,[\mathrm{bar}] = \left(\frac{Q\,[\mathrm{m^3/h}]}{K_v}\right)^2 \frac{\rho}{1000\,\mathrm{kg/m^3}}
K値の文献値は、出典の条件(形状・レイノルズ数・基準流速)と合っているか確認して使ってください。気体にKv・Cvを使えるのは差圧が圧力の10 %未満のときだけです。