물 유량 계산기란?
이 계산기는 원형 배관을 통과하는 물(또는 비압축성 유체)의 체적 유량을 계산합니다. 배관의 단면적과 평균 유속 사이의 연속 방정식을 활용합니다. 배관 내경과 유속을 입력하면, 초당 세제곱미터(m³/s), 초당 리터(L/s), 분당 리터(L/min), 시간당 세제곱미터(m³/h), 그리고 미국식 분당 갤런(US GPM) 등 자주 쓰이는 여러 단위로 유량을 알려줍니다.
사용 방법
1. 배관의 내경을 밀리미터(mm) 단위로 측정합니다(바깥지름이 아니라 안지름, 즉 보어 기준입니다). 2. 평균 유속을 초당 미터(m/s) 단위로 입력합니다. 3. 원하는 단위로 계산된 유량을 확인합니다. 배관 사이징, 펌프 토출량 점검은 물론 관개, 배관(상하수도), 냉난방·공조(HVAC) 설비의 공급량 추정에 유용합니다.
공식 풀이
유량은 다음과 같이 구합니다.
$$Q = \frac{\pi}{4} \left(\frac{\text{Diameter (mm)}}{1000}\right)^2 \times \text{Velocity (m/s)}$$여기서 \(A\)는 배관 내부 단면적, \(v\)는 평균 유속입니다. 원형 배관의 경우 \(A = \frac{\pi}{4} \times D^2\) 입니다. 직경은 제곱하기 전에 밀리미터에서 미터로 환산하므로 단면적은 m², 유량은 m³/s 단위로 나옵니다. 여기에 단위 환산 계수를 곱하면 다른 단위 결과가 나옵니다(L/s는 ×1000, L/min은 ×60000, m³/h는 ×3600, 미국 GPM은 ×15850.3).
계산 예시
내경 100 mm인 배관에 물이 2 m/s로 흐른다고 가정해 봅시다. 먼저 \(D = 0.1 \text{ m}\)이므로 다음과 같습니다.
$$A = \frac{\pi}{4}(0.1)^2 = 0.0078540 \text{ m}^2$$그러면
$$Q = 0.0078540 \times 2 = 0.0157080 \text{ m}^3/\text{s}$$이며, 이는 15.708 L/s, 약 942.5 L/min, 56.5 m³/h, 또는 대략 249 US GPM에 해당합니다.
자주 묻는 질문
내경과 외경 중 어느 것을 사용해야 하나요? 항상 내경(보어)을 사용하세요. 실제로 물이 흐르는 단면이 바로 이 안지름이기 때문입니다.
모든 액체에 적용되나요? 네. \(Q = A \times v\)는 어떤 유체에도 적용됩니다. 배관의 형상은 그대로이고, 유체에 따라 유속만 달라질 뿐입니다.
일반적인 배관 유속은 어느 정도인가요? 급수관의 경우 1~2.5 m/s가 일반적입니다. 유속이 이보다 높으면 소음, 침식(에로전), 그리고 큰 압력 손실이 발생합니다.
