概念の整理：気圧と気流量の物理的関係
「6キログラム力／平方センチメートルの気圧における単位面積当たりの気体流量」という問題を検討するにあたり、まず流体力学の基本概念を明確にする必要があります。「6キログラム力／平方センチメートルの気圧」とは、一般にゲージ圧が6 kgf/cm²（約0.6 MPaまたは6 bar）の圧縮空気圧です。しかし、気圧（圧力）と気流量は、互いに独立した物理量である。圧力そのものは、流量の大小を直接決定するものではない。
さらに、「単位面積あたりの気体流量」という表現には、工学的な観点から見て誤りがあります。流量とは、単位時間当たりに特定の断面を通過する流体の体積または質量を指し、その単位は通常、立方メートル毎分（m³/min）または立方メートル毎時（m³/h）。「1平方メートルあたり」は通常、表面流速や漏れ率の記述に用いられますが、配管内の総ガス流量を算出するには、配管の実際の断面積むしろ面積の単位ではない。
気流量に影響を与える核心パラメーター
6気圧の配管システムにおいて、実際の空気流量の大小は、多数の動的および静的パラメータに依存する。
- パイプの断面積管径が大きいほど断面積が大きくなり、同じ流速ではより多くの流量が通過する。
- 気体の流速圧縮空気の配管内における設計流速には通常、厳格な制限が設けられており、流速が過大になると圧力損失の増大や騒音の発生を招く。
- 気体の状態温度および気体の密度は、体積流量と質量流量の換算に影響を及ぼす。6気圧における空気の密度は、常圧条件下よりも大きい。
- 配管系統の抵抗配管の長さ、エルボ、バルブおよびフィルタの数は、沿程損失および局所損失を生じさせ、結果として実際の流量を制限する。
気流量計算の基本的な考え方
特定の配管内の気体流量を正確に算出するには、流体力学の基礎式を用いて導出を行う必要がある。
1. 体積流量の計算
基本公式は次のとおりです：Q = v × Aここで、Qは体積流量、vは流体の管内平均流速、Aは管路の有効断面積を表す。合理的な流速を測定または設定し、管径から断面積を算出することで、運転条件における体積流量が求められる。
2. 状態の換算
空気圧縮機の諸パラメータは、一般に標準状態と運転条件における換算を伴います。理想気体の状態方程式を用いることで、運転条件における体積流量を標準状態での流量に換算し、空気圧縮機の吐出能力を統一的に評価することが可能です。
実際の工事における流量評価
空気圧縮機システムの設計および運転において、単に圧力下での流量を論じるだけでは実用的な指針にはなりません。適切な評価手法は末端のガス使用設備の需要指向として。
まず、すべてのエアツール、ブロー装置、または生産工程について、圧力6 kgf/cm²における総消費空気量を算出します。次に、配管系統の漏れ損失および同時使用係数を考慮します。最後に、算出した総需要流量をもとに配管系統の圧力降下を加味し、選定した空気圧縮機の吐出量が適切に対応しているかを逆算的に検証するとともに、末端圧力を設定範囲内に維持できるよう確認します。