オーバーフロー配管径

Question

お世話様です。
色々調べたのですが、分からなかったので投稿させていただきます。

１０ｍ3のタンク（大気圧設計）に２５m3/ｈの水が供給されます。
この３０m3/ｈの水を１０m3タンクからオーバーフローさせなければならいのですが、オーバーフロー用の配管口径の選定方法がわかりません。

現在はオーバーフロー配管内の流速を１m/ｓ以下として１００Aでの施工を考えているのですが根拠がないです・・・。

簡易的な算出方法でよろしいのでどなたかおしえてください。
よろしくお願い致します。

Answer

少し古い回答ですが、１００Ａの配管で問題ありません。

ただし、オーバーフロー管がタンクのすぐ近くの地下の
ピットに排出される倍ならという条件付きです。

先ず、タンクの形状を推定します。仮に高さＬ＝２ｍとすると、
直径Ｄ＝２．５ｍ、断面積Ａ＝５ｍ2、給水量ｑ＝２５ｍ3/h

そうすると、水位上昇速度Δｈ＝ｑ/A＝5m/h=500cm/60min≒８cm/min
つまり、水位上昇速度は非常に大きい。・・・・これは問題です。

その時の状況を想像してみると次のようになります。

水位が８cm/minの速度で上昇し、オーバフロー管下端に水位が上昇
すると、オーバーフロー管から水が流れ始めるが流出面積は
オーバーフロー管の一部だけ。

水位がさらに上昇して、オーバーフロー管の断面積の下半分から水が流出。

水位が上昇し続け、オーバーフロー管の断面積の全部から水が流出
・・・流出量に安全率を掛けてＱ＝30m^3/h が流出。

オーバーフローがタンクから出てすぐ下の排水溝に入るとして
そのときの流速ｖ＝√（2gH)＝√(2*9.8m/s^2*2m)＝6m/s>>1m/s・・・ＯＫ

100Aの配管だとすると
速度Ｖ＝Ｑ/Ａ＝（30m^３/h）/{(π/4)(Dm^2)}
　　　＝(30/3600)(m^3/s)/{(π/4)(0.1^2m^2)}
      ＝(30/3600)(0.1^２)(4/π)(m/s)＝1.06(m/s)・・・・・ＯＫ

Answer

この３０m3/ｈの水を
１m/ｓ以下として１００A

単位あわせて
計算してば　解けますが

100A　の　内径は　110.1mm　
http://www.ryutai.co.jp/shiryou/pipe/sus-pipe.htm
面積は9515.77785mm2

30m3/h　＝　0.0083333333...m3/s　=　8333333.33mm3/s
1m/s=1000mm/s

8333333.33mm3/s　/　9515.77785mm2　=　875.74　mm/s

っまあ
抵抗など考えればもう一回り大きいほうが安心？

────────────
　　│　　　　│
　　│　　　　│
　　│　30m3　│←　配管断面
　　│　の水　│
　　│　　　　│
────────────

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　　│　　　　│　　　　　　　　　│　　　　│
　　│　　　　│　　　　　　　　　│　　　　│
　　│　30m3　│　移動速度？→　　│　30m3　│
　　│　の水　│　　　　　　　　　│　の水　│
　　│　　　　│　　　　　　　　　│　　　　│
────────────────────────

小中まで落とさないいいけない？

●●●●●●
●●●●●●
●●●●●●　＝　水30m3　
●●●●●●
●●●●●●

長さ
│←───────────→│
───────────────
●●●●●●●●●●●●●●●　→　　●●●●●●●●●●●●●●●
●●●●●●●●●●●●●●●　　　　●●●●●●●●●●●●●●●
───────────────　　　　　　一時間で●を30個排出

長さ
│←──→│　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
──────
●●●●●●
●●●●●●
●●●●●●　→　●●●●●●●●●●●●●●●
●●●●●●　　　●●●●●●●●●●●●●●●
●●●●●●　　　一時間で●を30個排出
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体積は　断面積　x　長さ

流量は　体積　/　時間　＝　（断面積　x　長さ）/時間

流量を断面積で割ると

（断面積　x　長さ）/時間　
────────────　＝　長さ/時間　＝　速さ
　　　　断面積

１００A　の配管で　３０m3/ｈ　を流したときの　速度を　上記の方法で求めただけ

オーバーフロー配管の適切な径は？