liminfoPipe Pressure Drop Calculator
Crane TP-410 배관 압력 강하 계산기
강철: 0.045mm, PVC: 0.0015mm, 주철: 0.26mm
피팅
세부 내역
Pipe Pressure Drop Calculator 소개
배관 압력 강하 계산기는 Darcy-Weisbach 방정식과 Colebrook-White 반복법으로 마찰 계수를 구해 직선 배관과 피팅이 포함된 시스템의 유체 압력 강하와 총 수두 손실을 계산합니다. 파이프 직경(mm), 길이(m), 유량(m³/h), 조도(mm)를 입력하고 유체 유형을 선택합니다. 14가지 피팅 유형(엘보, 티, 밸브, 입구/출구 손실 등)의 라이브러리에서 피팅을 추가할 수 있으며, 각 피팅에 K계수가 적용됩니다. 유속, 레이놀즈 수, 유동 형태(층류/난류), 마찰 계수, 배관 마찰 수두 손실, 피팅 수두 손실, 총 수두 손실, 총 압력 강하(kPa)를 계산합니다.
이 계산기는 펌프 선정, 배관 직경 결정, 유량 검증, 또는 시스템에서 펌프가 제공해야 할 총 수두를 계산해야 하는 기계 엔지니어, 배관 설계자, HVAC 엔지니어, 배관 기술자, 공정 엔지니어가 사용합니다. 정확한 압력 강하 계산은 펌프 선정, 에너지 효율 분석, 유량 달성 가능 여부 확인에 필수적입니다. 난류 구간에서는 Colebrook-White 방정식을 50회 반복 수렴으로 마찰 계수를 계산하고, 층류(Re < 2300)에서는 Hagen-Poiseuille 공식(f = 64/Re)을 직접 사용합니다.
지원하는 유체는 밀도와 동점성 계수 데이터를 포함합니다: 20°C 물(998 kg/m³, 0.001 Pa·s), 60°C 물(983 kg/m³, 0.000467 Pa·s), 경질 오일(850 kg/m³, 0.01 Pa·s), 중질 오일(920 kg/m³, 0.1 Pa·s), 20°C/1기압 공기(1.204 kg/m³, 0.0000181 Pa·s). 배관 조도 참조값은 강철(0.045mm), PVC(0.0015mm), 주철(0.26mm)이 제공됩니다. 모든 계산은 브라우저에서 처리됩니다.
주요 기능
- Darcy-Weisbach 방정식과 Colebrook-White 마찰 계수를 사용한 배관 마찰 수두 손실 계산
- 정확한 난류 마찰 계수를 위한 Colebrook-White 반복 풀이(50회 반복)
- 층류(Re < 2300) 자동 감지 및 Hagen-Poiseuille 공식 적용
- 밀도·점성 데이터 포함 5가지 내장 유체: 물(20°C/60°C), 경질유, 중질유, 공기
- K계수 피팅 라이브러리: 엘보, 티, 밸브, 입구/출구 포함 14가지 유형
- 여러 피팅 추가/삭제 및 수량 조정 기능
- 유속, 레이놀즈 수, 마찰 계수, 배관 손실, 피팅 손실, 총 수두 및 압력 강하 표시
- 강철, PVC, 주철 배관 조도 참조값 제공
자주 묻는 질문
이 계산기는 어떤 방정식으로 압력 강하를 계산하나요?
이 계산기는 Darcy-Weisbach 방정식인 hf = f × (L/D) × (V²/2g)를 사용합니다. 여기서 hf는 수두 손실(m), f는 Darcy 마찰 계수, L은 배관 길이, D는 직경, V는 유속, g는 중력 가속도입니다. 마찰 계수는 난류에서는 Colebrook-White 방정식으로, 층류에서는 f = 64/Re 공식으로 계산합니다.
Colebrook-White 방정식이란 무엇인가요?
Colebrook-White 방정식은 난류 배관 흐름에서 Darcy 마찰 계수를 구하는 암묵적 공식입니다: 1/√f = -2 log₁₀(ε/(3.7D) + 2.51/(Re√f)). f에 대해 명시적으로 풀 수 없으므로 반복 계산이 필요합니다. 이 계산기는 f = 0.02에서 시작해 50회 반복하며, 공학적 정확도를 충분히 달성합니다.
레이놀즈 수란 무엇이며 무엇을 나타내나요?
레이놀즈 수(Re = ρVD/μ)는 관성력과 점성력의 비율을 나타내는 무차원수입니다. Re < 2300이면 층류(평행한 유체 흐름), Re > 4000이면 완전 난류, 2300~4000은 전이 구간입니다. 이 계산기는 Re = 2300을 층류/난류 구분 기준으로 사용합니다.
피팅 손실은 어떻게 계산되나요?
피팅 손실은 K계수 방식으로 계산됩니다: hf = K × V²/(2g). K는 피팅 유형별 무차원 저항 계수입니다. 모든 피팅의 총 K를 합산하고, 직선 배관 마찰 손실에 더해 총 수두 손실을 구합니다. K값은 일반적인 피팅 유형의 표준 산업값을 사용합니다.
어떤 배관 조도값을 사용해야 하나요?
배관 조도(절대 조도, ε)는 배관 재질에 따라 다릅니다. 일반적인 값: 인발 강관·PVC — 0.0015mm, 상업용 강관·단조 철관 — 0.046mm, 주철관 — 0.26mm, 아연도금 철관 — 0.15mm, 콘크리트 — 0.3~3mm. 이 계산기는 강철, PVC, 주철에 대한 참조값을 제공합니다.
수두 손실(m)을 압력 강하(kPa)로 어떻게 변환하나요?
압력 강하 = 수두 손실 × 유체 밀도 × 중력 가속도 / 1000입니다. 이 계산기에서는 ΔP(kPa) = hf(m) × ρ(kg/m³) × 9.81(m/s²) / 1000으로 계산합니다. 20°C 물(998 kg/m³)의 경우 1m 수두는 약 9.79kPa에 해당합니다. 공기처럼 밀도가 낮은 유체는 같은 수두에서 훨씬 작은 압력에 해당합니다.
층류와 난류의 배관 압력 강하 차이는?
층류(Re < 2300)에서는 유체가 평행한 층으로 흐르며 횡방향 혼합이 없습니다. 마찰 계수는 레이놀즈 수에만 의존하고(f = 64/Re) 배관 조도의 영향을 받지 않습니다. 난류(Re > 4000)에서는 유체가 불규칙하게 혼합되며 레이놀즈 수와 배관 조도 모두 마찰 계수에 영향을 미쳐 Colebrook-White 방정식이 필요합니다.
이 계산기를 가스나 공기 시스템에도 사용할 수 있나요?
네, 20°C/1기압 공기(밀도 1.204 kg/m³, 동점성 계수 0.0000181 Pa·s)가 내장 유체 옵션에 포함되어 있습니다. Darcy-Weisbach 방정식은 비압축성 흐름 조건에서 액체와 기체 모두에 동일하게 적용됩니다. 고압·고속 가스 시스템에서 압축성 효과가 중요한 경우에는 압축성 유동 분석이 필요합니다.