NPSH 計算：設備側の有効吸込ヘッド（NPSHA）
この NPSH 計算ツールは KSB ポンプ用語集の式で有効吸込ヘッドを求めます。水の場合は温度から IAPWS-IF97 の式で飽和蒸気圧を計算します。例：開放タンク、水面がポンプより 3 m 下、20 °C、吸込損失 0.5 m なら NPSHA = 6.59 m です。
計算例：液体: 水（温度から蒸気圧を計算） · 水温 20 °C · 密度 ρ 1,000 kg/m³ · 大気圧 p_b 1.0133 bar · タンク内のゲージ圧 p_e 0 bar · ポンプ中心からの液面高さ z -3 m · 吸込管の損失ヘッド H_v 0.5 m → 有効吸込ヘッド：NPSHA 6.59 m。出典：KSB Centrifugal Pump Lexicon, “NPSH”: NPSHA = (p_e + p_b − p_D)/(ρ·g) + v_e²/2g + z_e − z_s − H_v,e,s; NPSHA ≥ NPSHR, NPSHR commonly = NPSH3 (3 % head drop) (read 09.10.2026)。更新日：
計算方法
NPSHA =（p_e + p_b − p_D）÷（ρ · g）+ z − H_v。KSB 用語集の有効吸込ヘッドの定義を、タンクから吸い込む場合に書いたものです。p_e は液面のゲージ圧（開放なら 0）、p_b は大気圧、p_D は液体の飽和蒸気圧、z は羽根車中心から見た液面の高さ、H_v は吸込管の損失ヘッドです。KSB は入口断面の速度ヘッド v_e²/2g も加えますが、タンクの液面ではほぼ 0 です。
計算例（水、ρ = 1000 kg/m³）
| 条件 | 水温 | 液面 z | H_v | NPSHA |
|---|---|---|---|---|
| 開放タンク・吸上げ | 20 °C | −3 m | 0.5 m | 6.59 m |
| 開放タンク・押込み | 20 °C | +2 m | 1.0 m | 11.09 m |
| 開放タンク・温水 | 80 °C | +3 m | 0.5 m | 8.00 m |
| 密閉タンク・ゲージ圧 1 bar | 60 °C | −2 m | 0.8 m | 15.70 m |
比較のため密度は 1000 kg/m³ のままにしています。温水では実際の（小さい）密度を入れてください。20 °C では、大気圧から蒸気圧を引いた分が水柱 10.09 m に相当します。高地などで大気圧が 1.01325 bar ではなく 0.90 bar しかないと、最初の例は 5.44 m に下がります。
水の飽和蒸気圧（IAPWS-IF97）
IAPWS 工業用定式化 1997 の式 (30) を使っており、300 K での公式検証値 3.53658941 kPa と一致します。主な値：0 °C 0.61 kPa、10 °C 1.23 kPa、20 °C 2.34 kPa、40 °C 7.38 kPa、60 °C 19.95 kPa、80 °C 47.41 kPa、100 °C 101.42 kPa。沸点に近づくと蒸気圧が大気圧をほぼ打ち消すため、温水は押込みで送る必要があります。
NPSHA と NPSHR
KSB によると、NPSHA ≥ NPSHR ならポンプは許容できないキャビテーションなしで運転できます。NPSHR は多くの場合 NPSH3（揚程が 3 % 下がった時点の値）なので、余裕を見るのが普通です。吸込管の損失は圧力損失 計算、必要な動力はポンプ動力の計算で求められます。
よくある質問
NPSHA はどう計算しますか？
NPSHA = (p_e + p_b − p_D)/(ρ·g) + z − H_v。開放タンク、20 °C の水、液面がポンプより 3 m 下、吸込損失 0.5 m なら 10.09 m − 3 m − 0.5 m = 6.59 m です。
NPSHA と NPSHR の違いは？
NPSHA は設備側（タンク・配管・液体）で決まり、NPSHR はポンプ側でメーカーの性能曲線に載っています。NPSHA ≥ NPSHR に加え、安全余裕が必要です。
なぜ温水はキャビテーションを起こしやすいのですか？
蒸気圧が急に上がるためです。20 °C では 2.34 kPa、80 °C では 47.41 kPa。押込み 3 m なら 80 °C でも 8.00 m ありますが、吸上げではほとんど無理です。
z はプラスですか、マイナスですか？
液面が羽根車中心より上（押込み）ならプラス、下（吸上げ）ならマイナスです。最初の例は z = −3 m です。
絶対圧で計算する必要がありますか？
はい。NPSH は絶対圧で計算します。大気圧にタンクのゲージ圧を足します。ゲージ圧 1 bar・60 °C の密閉タンクの例では 15.70 m です。
結果はどのくらい正確ですか？
入力値からの計算上の値です。吸込損失と密度は実際の運転点に合わせてください。タンク液面の速度ヘッドは無視しています。
出典・根拠
- KSB Centrifugal Pump Lexicon, “NPSH”: NPSHA = (p_e + p_b − p_D)/(ρ·g) + v_e²/2g + z_e − z_s − H_v,e,s; NPSHA ≥ NPSHR, NPSHR commonly = NPSH3 (3 % head drop) (read 09.10.2026)
- IAPWS R7-97(2012), Industrial Formulation 1997 for water and steam: saturation-pressure equation (29b)/(30), coefficients Table 34, check values Table 35 (300 K → 0.003 536 589 41 MPa) (read 09.10.2026)
- NIST SP 811, Appendix B.8 – standard atmosphere 101 325 Pa, standard acceleration of gravity 9.806 65 m/s², 1 bar = 10⁵ Pa (read 09.10.2026)
更新日： · 編集方針
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