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건축설비기사 실기 · 배관 관경·마찰손실 계산

Pipe Sizing & Friction Loss

배관 관경은 연속식 Q = A · V 로 필요한 단면을 구한 뒤, 그보다 큰 표준 호칭 구경으로 올려서 정한다. 마찰손실수두는 Darcy-Weisbach 식 hf = f(L/d)V²/(2g) 로 길이 · 관경 · 유속에 달려 있고, 유속을 크게 잡으면 관은 가늘어지지만 손실과 소음이 커져요. 그림 위쪽 관은 고른 호칭 구경에 맞춘 굵기로 그려지고, 아래 막대는 그 관의 마찰손실수두, 맨 아래에 실제 유속이 적힌다. 유량 · 설계 유속 · 관 길이 · 마찰계수 슬라이더를 바꾸면 호칭 후보와 손실 막대가 바로 달라져요.

연속식 → 관경

🔑 선정 순서
①설계 유속 V 를 정한다(냉온수는 대략 1 ~ 2 m/s)
②Q = A · V 에서 A = Q/V, d = √(4A/π)
③계산 직경 이상의 표준 호칭(A)을 고른다
④고른 관경으로 실제 유속과 마찰손실을 다시 셈해요

관경과 마찰손실 셈하기

30 m³/h
1.5 m/s
50 m
0.025
계산 직경
d ≈ 84.1 mm
Q=30 m³/h, V=1.5 m/s
호칭 후보·손실
100 A, hf ≈ 0.72 m
실제 V≈1.06 m/s, Δp≈7.0 kPa
💡 관찰
①계산 d ≈ 84.1 mm → 호칭 100 A, 실제 V ≈ 1.06 m/s
②f = 0.025 는 손으로 정하는 값이고, 레이놀즈 수 · 상대 조도로 무디 선도에서 읽는 과정은 여기 넣지 않았다
③호칭 구경이 커지면 실제 유속이 떨어져 hf 가 줄어요
④지금 hf≈0.72 m · Δp≈7.0 kPa

핵심 공식

연속방정식
Q = A V = π d24 V
체적유량 = 단면 × 유속
Darcy-Weisbach
hf = f Ld V22g
마찰손실수두 [m] · 처음 f = 0.025 는 흔히 쓰는 어림값이고, 레이놀즈 수 · 조도는 따로 본다
압력손실
Δp = ρ g hf
수두를 압력으로 환산 [Pa]

시험 포인트

🎯 시험 포인트
①관경: Q · V 로 d 를 구한 뒤 표준 구경을 고른다
②hf = f(L/d)V²/(2g), f 가 같으면 hf ∝ L · V²/d
③국부 손실: ζ · V²/(2g) 또는 상당 길이
④펌프 전양정 = 실양정 + 마찰 + 국부 + 여유
📝 대표 기출유형
①Q · V 로 필요한 관경 계산
②f, L, d, V 로 마찰손실수두 산정
③유속이 지나칠 때의 문제(소음 · 침식 · 손실 증가)
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필요환기량 계산

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