バルブについて

給水システムには、さまざまなタイプと機能を持つバルブが数多くあります。

給水システム内のバルブは、主に次の 4 つのグループに分類できます。

• 断面バルブ: 管断面の端に配置され、通常は開いており、必要に応じて管を分離するためにのみ使用されます。個別に(コントロール バルブとして)モデル化することもできますが、方針としては通常の状況では無視し、緊急時に[管閉鎖プロファイル]ページの[閉鎖管]オプションを使用してバルブの閉鎖をモデル化する方が一般的です。
• フロート バルブ(FLV): 貯水池や給水塔からのあふれを防止します。
• 逆止弁(NRV): たとえば、チェック バルブ: 逆流を防止します。
• コントロール バルブ: システム全体またはその一部の流れや圧力を調整します。

バルブ コントロールの詳細については、「バルブ コントロール」を参照してください。

バルブ構造タイプ

InfoWorks WS Pro では、次のバルブ構造タイプを選択できます。

• ボール バルブ: 穴が開いたボールで構成されています。バルブは、開位置にあるときはまっすぐに流れるようにし、ボールが 90 度回転したときは流れを遮断します。
• バタフライ バルブ: 円形ディスクまたはベーンで構成されています。これにより、シャフト上で管内の流れの方向に対して直角に回転するようになります。こうしたバルブは、流量の調整に使用されます。管内に障害物が生じるため、配水本管では広く使用されていませんが、ゲート バルブよりも大きな管には経済的です。
• ゲート バルブ: 平坦面、垂直ディスク、またはゲートで構成されています。このバルブを通って流れの方向に垂直にスライドしています。ゲート バルブは、管ラインやポンプといったデバイスの長さを分離するために、給水システムで広く使用されています。
• ニードル バルブ: 先端が細長いロッド用のシートであるオリフィスで構成されています。バルブを通る流れが 90 度回転し、ロッドが低くなって流れが制限または遮断されるため、オリフィスのサイズが変化します。流量や圧力のコントロールにのみ使用されるバルブで、値段が高く、一般には流量が少ないときに流量を正確に調整する必要がある場所で使用されます。
• プラグ バルブ: 中央に穴のある円筒またはテーパー状のプラグで構成されています。バルブは、開位置にあるときはまっすぐに流れるようにし、ボールが 90 度回転したときは流れを遮断します。

さまざまなバルブ タイプ

バルブの特性

InfoWorks WS Pro には一般的なバルブ向けの曲線が多数組み込まれており、リンク グリッドでバルブ曲線のページを右クリックして表示できます。

バルブの特性

InfoWorks WS Pro では、こうした組み込みの曲線を使用して、[バルブ]プロパティ シートの[バルブ コントロール]ページで指定したバルブ開度の割合に関連するバルブのマイナー損失が計算されます。

ローカル損失係数

	開度(%)	閉塞(%)	デフォルト(プラグ)	Ball	バタフライ	ゲート ニードル
1	0	100	1e6	1e6	1e6	1e6	1e6
2	1	99	1e5	500000	400000	10000	5000
3	2	98	30000	180000	95000	3000	1500
4	3	97	11500	70000	32000	1200	575
5	5	95	4900	30000	15000	420	250
6	10	90	1740	13000	5000	150	97
7	15	85	800	10000	900	60	48
8	20	80	380	2250	400	35	25
9	25	75	190	600	190	19	18
10	30	70	103	235	102	10	13
11	35	65	58	120	60	6	10
12	40	60	34.0	66	34	4.6	8.4
13	45	55	21.0	40	20	3.0	7
14	50	50	13.3	22.5	12.5	2.06	5.7
15	55	45	9.0	12.	8.0	1.4	5
16	60	40	6.3	8.0	4.65	0.98	4.35
17	65	35	4.7	5.0	2.80	0.6	4
18	70	30	3.6	2.9	1.70	0.44	3.45
19	75	25	2.8	1.8	1.2	0.28	3.2
20	80	20	2.3	1.01	0.82	0.17	2.90
21	85	15	1.9	0.6	0.65	0.11	2.75
22	90	10	1.7	0.41	0.48	0.06	2.60
23	95	5	1.6	0.28	0.37	0.01	2.45
24	100	0	1.5	0.20	0.31	0.0	2.35

中間開度 O ()では、非線形補間を使用して、 を満たすローカル損失係数 を決定します。

補間は次の式で算出されます。

流量係数 Kd =

	開度(%)	閉塞(%)	デフォルト(プラグ)	Ball	バタフライ	ゲート ニードル
1	0	100	0.001	0.001	0.001	0.001	1E-6
2	1	99	0.003	0.001	0.002	0.010	0.014
3	2	98	0.006	0.002	0.003	0.018	0.026
4	3	97	0.009	0.004	0.006	0.029	0.042
5	5	95	0.014	0.006	0.008	0.049	0.063
6	10	90	0.024	0.009	0.014	0.081	0.101
7	15	85	0.035	0.010	0.033	0.128	0.143
8	20	80	0.051	0.021	0.050	0.167	0.196
9	25	75	0.072	0.041	0.072	0.224	0.229
10	30	70	0.098	0.065	0.099	0.302	0.267
11	35	65	0.130	0.091	0.128	0.378	0.302
12	40	60	0.169	0.122	0.169	0.423	0.326
13	45	55	0.213	0.156	0.218	0.500	0.354
14	50	50	0.264	0.206	0.272	0.572	0.386
15	55	45	0.316	0.277	0.333	0.645	0.408
16	60	40	0.370	0.333	0.421	0.711	0.432
17	65	35	0.419	0.408	0.513	0.791	0.447
18	70	30	0.466	0.506	0.609	0.833	0.474
19	75	25	0.513	0.598	0.674	0.884	0.488
20	80	20	0.550	0.705	0.741	0.925	0.506
21	85	15	0.587	0.791	0.778	0.949	0.516
22	90	10	0.609	0.842	0.822	0.971	0.527
23	95	5	0.620	0.884	0.854	0.995	0.538
24	100	0	0.632	0.913	0.874	1.000	0.546

バルブのマイナー損失

バルブ通過時のマイナー損失は、組み込みまたはユーザー定義のバルブ曲線を使用して計算されます。使用される曲線は、バルブの構造タイプによって異なります。これらの曲線は、[バルブ]プロパティ シートの[バルブ パラメータ]ページで確認できます。

バルブ曲線に適用されるスケール係数は、次のように計算されます。

ユーザーが、全開時のバルブの損失係数を指定します。バルブのジオメトリに関連した値であり、メーカーによって指定されています(損失係数を指定しないと、InfoWorks WS Pro はバルブ曲線損失係数乗数の最小値を 0.01 と想定します)。

バルブ曲線損失係数乗数は、次のように求められます。

(1) 説明: バルブの損失係数(開) ([バルブ パラメータ]ページで指定) 曲線の全開損失係数

バルブ曲線損失係数乗数がバルブ曲線に適用されます。

バルブのマイナー損失は、次のように求められます。

(2) 説明: 一部開いた状態のバルブの損失係数([バルブ コントロール]ページで指定された開度) V は流速: (3) 説明: Av はバルブ全開時の公称面積

注: バルブのマイナー損失は、管のローカル損失係数と粗度の値 K による損失に加算されます。