배관 유속 계산기란?
이 계산기는 원형 배관을 흐르는 유체의 평균 유속을 구해 줍니다. 유속은 배관 설계에서 가장 중요한 변수 중 하나로, 압력 손실, 침식(에로전), 소음, 펌프 용량 선정에 큰 영향을 줍니다. 일반적으로 엔지니어는 마찰 손실과 배관 비용의 균형을 맞추기 위해 압력 배관에서 액체 유속을 약 1~3 m/s 수준으로 설계합니다.
사용 방법
먼저 체적 유량을 입력하고 단위를 선택하세요(m³/s, m³/h, L/s, L/min). 그다음 배관의 내경을 밀리미터(mm) 단위로 입력합니다. 계산기는 입력값을 모두 SI 단위로 변환한 뒤 단면적을 계산하고, 평균 유속(m/s)과 함께 단면적, m³/s 단위의 유량을 함께 보여 줍니다.
공식 이해하기
평균 유속은 체적 유량 \(Q\)를 흐름 단면적 \(A\)로 나눈 값입니다.
$$v = \frac{Q}{A}$$ 원형 배관의 단면적은 \(A = \dfrac{\pi d^{2}}{4}\) 이므로, 유속은 $$v = \frac{4Q}{\pi d^{2}}$$ 로 정리됩니다. 결과 \(v\)를 m/s로 얻으려면 \(Q\)는 m³/s, \(d\)는 미터(m) 단위여야 합니다.
계산 예시
유량 \(Q = 0.05\ \text{m}^3/\text{s}\), 내경 \(d = 100\ \text{mm} = 0.1\ \text{m}\) 인 배관을 가정해 봅시다. 단면적은 $$A = \frac{\pi (0.1)^{2}}{4} = 0.007854\ \text{m}^2$$ 입니다. 유속은 $$v = \frac{0.05}{0.007854} \approx 6.37\ \text{m/s}$$ 로, 액체 배관 기준으로는 상당히 빠른 편입니다. 이런 경우에는 배관 구경을 더 크게 잡는 것이 적절합니다.
자주 묻는 질문
내경과 외경 중 무엇을 입력해야 하나요? 반드시 내경(보어 지름)을 사용하세요. 유체가 실제로 흐르는 단면적은 내경 기준이기 때문입니다.
권장 유속은 얼마인가요? 경험적으로 압력 배관에서 물은 1~3 m/s가 일반적이며, 캐비테이션을 피하기 위해 흡입 배관은 이보다 낮게 잡습니다.
기체에도 적용할 수 있나요? 네, 동일한 공식을 사용합니다. 다만 압축성 기체의 경우 체적 유량을 실제 운전 압력과 온도 조건에서의 값으로 입력해야 합니다.
