seegongsik

공조냉동기계기사 실기 · 덕트 설계 계산 (등마찰법·상당직경)

Duct Sizing Calc

등마찰 손실법은 덕트 1 m 당 마찰 손실을 처음부터 끝까지 같은 값(흔히 1 Pa/m 안팎)으로 잡고, 구간마다 풍량에 맞는 지름을 정하는 방법이다. 먼저 원형 덕트 지름을 구한 뒤, 사각 덕트가 필요하면 상당직경이 그 지름과 같아지도록 가로 · 세로를 정한다. 풍량이 클수록, 허용 마찰 손실을 작게 잡을수록 덕트는 굵어지고, 굵은 덕트는 송풍기 동력과 소음이 줄지만 더 넓은 자리와 많은 재료가 든다. 그림은 정한 마찰 손실에서의 원형 덕트와 같은 상당직경의 사각 덕트(마찰 계수 0.02 로 둔 설명용 모델)이고, 풍량 · 마찰 손실 · 아스펙트비 슬라이더로 크기와 풍속이 바뀐다.

풍량 · 마찰 손실 · 아스펙트비 바꾸기

3000 m³/h
1.0 Pa/m
2
💡 지금 단면
①원형 지름 423 mm, 풍속 5.94 m/s
②같은 상당직경의 사각 덕트 555 × 278 mm, 풍속 5.41 m/s
③사각 덕트는 단면이 조금 더 넓어 풍속이 원형보다 약간 느리다
④마찰 손실을 작게 잡으면 덕트가 굵어지고 풍속이 느려진다

계산식

마찰 손실
Δp / L = f 1D ρ V22
f 는 마찰 계수, ρ 는 공기 밀도 1.2 kg/m³, V 는 풍속이다. 등마찰 손실법은 이 값을 구간마다 같게 둔다
상당직경
De = 1.3 (ab)0.625(a+b)0.25
원형 덕트 지름과 같아지도록 사각 덕트의 a · b 를 정한다
풍속
V = QA
Q 는 풍량(m³/s), A 는 단면적(m²)이다

덕트 설계에서 챙길 것

📏 설계법과 엘보
①등마찰 손실법은 계산이 쉬워 가장 많이 쓰지만, 끝으로 갈수록 정압이 남아 댐퍼로 맞춰야 한다
②정압 재취득법은 분기 뒤 줄어든 풍속의 동압이 정압으로 바뀐 만큼을 다음 구간 마찰에 써, 끝까지 정압을 고르게 한다
③등속법은 풍속을 일정하게 잡는 방법으로, 분진을 실어 나르는 덕트에 쓴다
④반지름이 작은 직각 엘보에는 가이드 베인을 넣어 와류와 압력 손실을 줄인다

시험 포인트와 기출 유형

🎯 시험 포인트
①등마찰 손실법 = 단위 길이당 마찰 손실을 일정하게
②사각 덕트는 상당직경이 원형 지름과 같게
③정압 재취득법은 끝까지 정압을 고르게, 등속법은 분진 수송에 쓴다
④직각 엘보에는 가이드 베인
📝 대표 기출유형
①[기출유형] 등마찰 손실법이 일정하게 두는 값은? (답: 덕트 단위 길이당 마찰 손실)
②[기출유형] 지름 420 mm 원형 덕트와 상당직경이 같은 사각 덕트를 아스펙트비 2 로 정하면? (답: 약 550 × 275 mm)
③[기출유형] 분기 뒤 줄어든 풍속의 동압을 정압으로 되살려 쓰는 설계법은? (답: 정압 재취득법)
← 이전
배관 관경과 마찰손실 계산
다음 →
증기배관과 감압·트랩 설계

마지막 수정