배관 설계와 마찰저항

Pipe Friction & Diameter

공조 배관 관경은 유량과 설계 유속으로 먼저 잡아요. 연속식 Q=AV로 필요한 단면이 나오고 호칭 구경으로 맞춥니다. 마찰손실은 관 길이·관경·유속의 함수예요. 유량·유속 슬라이더로 관경 후보와 손실수두를 확인해 봐요.

관경 선정의 출발

🔧 연속식과 유속

①Q = A·V 로 단면적을 구한다

②냉온수 배관 설계 유속은 대략 1~2 m/s 대역

③유속이 크면 관은 가늘어지나 마찰·소음이 커진다

④호칭 구경(A)은 계산 직경 이상의 표준 치수를 고른다

유량·유속 → 관경

유량 Q30 m³/h

설계 유속 V1.5 m/s

관 길이 L50 m

계산 직경

d ≈ 84.1 mm

Q=30 m³/h, V=1.5 m/s

호칭 후보

100 A

실제 유속 ≈ 1.06 m/s, hf ≈ 0.72 m (Δp ≈ 7.0 kPa)

마찰 공식과 시험

연속방정식

Q = A V = π d²4 V

체적유량 = 단면 × 유속

Darcy-Weisbach

h_f = f Ld V²2g

마찰손실수두 [m]

🎯 시험 포인트

①관경: Q·V로 A 산출 후 표준 구경 선정

②hf ∝ L·V²/d (f 일정 시)

③국부손실: ζ·V²/(2g) 또는 상당길이

④펌프 전양정 = 실양정 + 마찰 + 국부 + 여유

📝 대표 기출 유형

①유량·유속으로 관경 계산

②마찰손실수두 산정

③유속 과다 시 문제점(소음·침식·손실)