水圧・水頭圧の計算
水面からの深さを入れると、その深さでの水圧を計算します。ポンプが出す圧力を入れれば、その圧力で水を持ち上げられる高さ(揚程)もわかります。
くわしい条件を変える(なくても計算できます)
計算方法
深さから水圧を求める 水圧 = 水の密度 × 重力加速度 × 深さ
例:深さ10mでの水圧は、1000×9.80665×10=98,066.5Pa(約98.07kPa)です。
圧力から揚程を求める ポンプが出す圧力で、水を何mの高さまで押し上げられるかは、上の式を高さについて解いた揚程 = 圧力 ÷(水の密度×重力加速度)で求めます。
この計算は、配管の曲がりや摩擦による圧力の損失(配管抵抗)を含んでいません。実際のポンプ選定では、揚程に配管の抵抗ぶんを上乗せして考えます。
式の意味を説明します。深さが増えると、その上にある水の重さが全部のしかかるため圧力が上がります。だから密度と重力加速度、深さのかけ算になります。水では深さ10mごとにおよそ98kPa、つまり大気圧1つ分ずつ増えていきます。ポンプの揚程は、この関係を逆にたどって、その圧力で水を何mまで押し上げられるかを長さで表したものです。
例:深さ15mで密度1,000kg/m³なら、水圧は147.1kPaです。深さ10mなら98.07kPaになります。
気をつけること。ここで出しているのは水面を0とした圧力です。大気圧を含めた値は別に表示しています。海水は密度が高いため、同じ深さでも圧力は少し大きくなります。水が流れているときは、流れによる損失が別に生じます。
出典:水圧の定義式(水柱による静水圧 P=ρgh)
よくある質問
水圧の単位は?
このツールではkPa(キロパスカル)で表示しています。1kPaは1,000Pa(パスカル)です。
深さが2倍になると水圧はどうなる?
水圧は深さに比例するため、深さが2倍になれば水圧も2倍になります。
大気圧は含まれる?
「水圧」の値には含めていません。大気圧を足した全体の圧力(絶対圧)の目安は、別の行に示しています。
揚程とは?
ポンプが水を押し上げられる高さのことです。配管の摩擦などによる損失を考えないときの、理論上の高さを計算しています。
海水でも同じ式で計算できる?
できます。密度の欄を海水の密度(約1020〜1030kg/m³)に変えて計算してください。