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공조냉동기계기사 유지보수공사관리 · 배관구경 산출과 덕트도면

Pipe Sizing and Duct Drawings

배관 구경은 흘릴 유량 Q 와 정한 유속 V 로 단면적 A = Q ÷ V 를 구하고, 원의 넓이에서 지름 d = √(4A ÷ π) 를 얻은 뒤 그보다 큰 첫 호칭 지름을 고른다. 유속을 높게 잡으면 관은 가늘어지지만 소음 · 수격 · 침식이 생기고, 낮게 잡으면 관이 굵어져 재료비가 늘어난다. 고른 관으로 마찰 손실을 확인해 펌프 양정에 반영하고, 덕트도 같은 방식으로 단면을 정해 도면에 가로 × 세로(mm)와 풍량 · 흐름 방향을 적는다. 그림은 계산 지름(실선)과 고른 호칭 지름(점선)의 단면, 오른쪽은 호칭 지름 목록이고, 유량 · 유속 슬라이더로 계산값과 고르는 크기가 바뀐다.

유량과 유속 바꾸기

20 m³/h
1.5 m/s
💡 지금 값
①Q = 20 m³/h = 0.0056 m³/s
②A = Q ÷ V = 0.0037 m²
③d = √(4A ÷ π) = 69 mm
④고르는 호칭 지름 80A

구경을 정하는 식

단면적
A = QV
Q 는 유량(m³/s), V 는 유속(m/s)이다. 유량이 m³/h 이면 3,600 으로 나눈다
관 지름
d = √(4A ÷ π)
원의 넓이 A = πd² ÷ 4 를 d 에 대해 푼 식이다
마찰 손실
h = f Ld V22g
다르시 · 바이스바흐 식이다. f 는 마찰 계수, L 은 관 길이, h 는 손실 수두(m)다

구경을 정한 뒤

📏 확인과 도면
①계산 지름보다 큰 첫 호칭 지름을 고르고, 그 관의 실제 안지름으로 유속을 다시 확인한다
②호칭 지름 A 는 mm 를 기준으로 붙인 이름이라, 실제 안지름은 관 종류 · 두께에 따라 조금 다르다
③마찰 손실이 크면 한 단계 큰 관을 쓰거나 경로를 줄인다
④덕트도면에는 덕트 크기(가로 × 세로), 풍량, 흐름 방향, 취출구 · 댐퍼 위치를 적는다

시험 포인트와 기출 유형

🎯 시험 포인트
①A = Q ÷ V, d = √(4A ÷ π)
②계산 지름보다 큰 첫 호칭 지름을 고른다
③유속이 높으면 소음 · 수격 · 침식, 낮으면 관이 굵어진다
④마찰 손실 h = f (L ÷ d)(V² ÷ 2g)
📝 대표 기출유형
①[기출유형] 유량이 같고 유속이 커지면 필요한 단면은? (답: 줄어든다)
②[기출유형] 유량 36 m³/h, 유속 2 m/s 일 때 관 지름은? (답: A = 0.01 ÷ 2 = 0.005 m², d = √(4 × 0.005 ÷ π) ≈ 0.080 m, 곧 80 mm)
③[기출유형] 덕트도면에 적는 것은? (답: 덕트 크기 · 풍량 · 흐름 방향 · 취출구 위치)

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