컨티스 툴킷

배관 유속·압력손실·관경 계산기

유량, 내경, 길이, 물 온도(또는 밀도·점도), 관 재질, 부속 손실계수를 넣으면 유속, 레이놀즈 수, 마찰계수(Colebrook), 직관·국부 손실과 압력손실, 목표 유속에 맞는 관경 후보를 계산합니다. 결과의 전양정 후보는 펌프 축동력 계산기로 이어집니다. 설계 참고용 계산입니다. 최종 선정은 제조사 카탈로그와 담당 기술자 검토를 거치세요.

계산 근거

V = Q/A, Re = ρVD/μ, 직관 손실 hf = f·(L/D)·V²/2g(Darcy-Weisbach), 국부손실 hK = ΣK·V²/2g. 마찰계수는 Re < 2,300 이면 64/Re, 그 위는 Colebrook 식 반복 풀이(Swamee-Jain 근사식 병기). 물 밀도·점도는 NIST Chemistry WebBook 표 직선 보간, 절대조도는 Moody(1944) Fig. 2, 공식과 유속 참고값은 DOE·Hydraulic Institute 펌프 소스북(2006)입니다. 설계 참고용 계산입니다. 최종 선정은 제조사 카탈로그와 담당 기술자 검토를 거치세요.

기준일
NIST Chemistry WebBook 물 물성(2026-10-23 조회), Moody(1944) Trans. ASME 66(8), DOE 펌프 소스북 2판(2006-05)
검증
30 m³/h·내경 80 mm·강관 100 m·20°C 물 예제를 별도 Python 계산과 대조해 유속 1.658 m/s·Re 132,180·f 0.01997·손실 36.99 kPa 일치, Re 10⁵·ε/D 0.001 의 f 0.0222 를 Moody 선도와 대조
최종 검토
2026-10-23 · CONTIS 툴킷 편집팀

자주 묻는 질문 (FAQ)

압력손실은 어떤 공식으로 계산하나요?
직관 손실은 Darcy-Weisbach 식 hf = f × (L/D) × V²/2g, 부속·밸브 손실은 hK = ΣK × V²/2g 입니다(DOE·Hydraulic Institute 펌프 소스북, 2006). 손실수두에 ρ·g 를 곱해 kPa 로 바꿉니다. 같은 관에서 유량이 2배면 손실은 약 4배가 됩니다.
마찰계수는 어떻게 구하나요?
레이놀즈 수 2,300 미만은 층류식 f = 64/Re, 그 위는 Colebrook 식 1/√f = −2 log10(ε/3.7D + 2.51/(Re√f)) 을 반복해 풉니다. 비교용으로 Swamee-Jain(1976) 근사식 값도 함께 보여 줍니다. 예: Re 100,000, 상대조도 0.001 이면 f ≈ 0.0222 로 Moody 선도와 맞습니다.
레이놀즈 수 2,300~4,000 은 왜 주의인가요?
층류에서 난류로 넘어가는 천이 구간이라 흐름이 불안정하고 마찰계수가 하나로 정해지지 않습니다. 층류식과 난류식 값이 크게 달라서 이 구간의 결과는 여유를 두고 봐야 합니다. 이 계산기는 이 구간에서 Colebrook 식 값을 쓰고 주의를 띄웁니다.
물의 밀도·점도는 어디서 왔나요?
미국 국립표준기술연구소(NIST) Chemistry WebBook 의 대기압(0.101325 MPa) 물 물성표에서 0.01~90°C 를 5°C 간격으로 받아 두고, 사이 온도는 직선 보간합니다. 20°C 물은 밀도 998.21 kg/m³, 점도 1.0016 mPa·s 입니다. 다른 액체는 밀도·점도를 직접 넣으세요.
관 조도 값은 어떻게 고르나요?
Moody(1944) 논문 Fig. 2 의 새 관 절대조도를 mm 로 바꿔 넣었습니다. 상업용 강관 0.046 mm, 아연도금 강관 0.15 mm, 주철관 0.26 mm 등입니다. 오래된 관은 부식·스케일로 조도가 커지고 내경이 줄어 손실이 더 커지므로 실측 압력으로 확인하세요.
부속 손실계수 K 는 어디서 구하나요?
엘보·티·밸브의 K 값은 모양과 크기, 제조사마다 다릅니다. 이 계산기는 출처를 확인한 K 값 표를 넣지 않았으니 밸브·부속 제조사 자료나 사내 설계 기준서의 값을 넣으세요. 기본 K = 2 는 계산을 보여 주는 예시 숫자입니다.
적정 유속은 얼마인가요?
용도마다 다르므로 사내 설계 기준을 넣으세요. 참고로 DOE 펌프 소스북은 일부 냉각 계통에서 유동 소음을 줄이려고 최대 유속 10 ft/s(약 3.05 m/s)를 설계 지침으로 쓴다고 적습니다. 계산기는 목표 유속을 넘지 않는 최소 내경과 후보 관경별 유속·손실을 보여 줍니다.
결과를 펌프 선정에 어떻게 쓰나요?
높이차와 손실수두를 더한 "전양정 후보"를 펌프 축동력 계산기에 넣으면 축동력과 전동기 출력 후보가 나옵니다. 끝단에 필요한 압력이 있으면 수두로 바꿔 더하세요. 설계 참고용 계산입니다. 최종 선정은 제조사 카탈로그와 담당 기술자 검토를 거치세요.

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