배관 관경·마찰손실 계산

Pipe Sizing & Friction Loss

관경은 연속식 Q=AV로 단면을 구한 뒤 호칭 구경으로 올립니다. 마찰손실수두는 Darcy 식으로 길이·관경·유속의 함수예요. 유속이 크면 관은 가늘어지지만 손실과 소음이 커져요. 유량·유속·길이로 관경 후보와 마찰손실을 검증해 봐요.

연속식 → 관경

🔑 선정 순서

①설계 유속 V를 정한다 (냉온수 대략 1~2 m/s)

②Q = A·V → A = Q/V → d = √(4A/π)

③계산 직경 이상의 표준 호칭(A)을 고른다

④선정 관경으로 실제 유속·마찰손실을 재계산

관경·마찰 시뮬

유량 Q30 m³/h

설계 유속 V1.5 m/s

관 길이 L50 m

마찰계수 f0.025

계산 직경

d ≈ 84.1 mm

Q=30 m³/h, V=1.5 m/s

호칭 후보·손실

100 A, h_f ≈ 0.72 m

실제 V≈1.06 m/s, Δp≈7.0 kPa

핵심 공식

연속방정식

Q = A V = π d²4 V

체적유량 = 단면 × 유속

Darcy-Weisbach

h_f = f Ld V²2g

마찰손실수두 [m]

압력손실

Δp = ρ g h_f

수두를 압력으로 환산 [Pa]

시험 포인트

🎯 시험 포인트

①관경: Q·V로 d 산출 후 표준 구경 선정

②hf = f(L/d)V²/(2g), f 일정 시 hf∝L·V²/d

③국부손실: ζ·V²/(2g) 또는 상당길이

④펌프 전양정 = 실양정 + 마찰 + 국부 + 여유

📝 대표 기출 유형

①Q·V로 필요 관경 계산

②f, L, d, V로 마찰손실수두 산정

③유속 과다 시 문제점(소음·침식·손실 증가)