배관 유량 계산기란
배관 유량 계산기는 관 지름과 유속으로 유량을 계산하고, 유량이 정해졌을 때 필요한 관경을 역산하는 도구입니다.
계산 기준
유량 Q = 단면적 A × 유속 v
A = π × (D/2)², 단위는 보통 m³/h 또는 L/min을 사용합니다.
변수 정의
| 변수 | 의미 | 단위 |
|---|---|---|
| Q | 유량 | m³/h, L/min |
| A | 관 단면적 | m² |
| v | 유속 | m/s |
| D | 관 내경 | m |
계산 가정
관 내부에 물이 꽉 차서 흐른다(만관 흐름)고 가정합니다. 실제로는 배관 내 스케일(물때)이나 이물질로 유효 단면적이 줄어들 수 있어, 오래된 배관은 계산값보다 실제 유량이 낮게 나올 수 있습니다.
실제 설계 사례
내경 50mm(0.05m) 관에 유속 1.5m/s로 물을 보내면?
- 단면적 A = π×(0.025)² ≈ 0.00196㎡
- 유량 Q = 0.00196 × 1.5 = 0.00294㎥/s
- 시간당 환산: 0.00294 × 3,600 ≈ 10.6㎥/h
관 지름을 2배로 하면 유량은 4배
유량은 단면적에 비례하는데, 단면적은 지름의 제곱에 비례합니다.
지름 2배 → 단면적 4배 → 유량 4배
그래서 배관 한 치수만 키워도 성능이 크게 달라집니다. 반대로 관 안에 스케일(물때)이 끼어 유효 지름이 조금만 줄어도 유량은 급격히 떨어집니다.
알아두면 좋은 이야기
- 배관 규격의 "인치"는 실제 지름이 아닙니다. 20A(3/4인치) 관의 실제 외경은 27.2mm로, 초기 배관의 두꺼운 관벽 기준이 그대로 굳은 호칭경일 뿐입니다.
- 도면에는 A 호칭(mm계)과 B 호칭(인치계)이 병기됩니다. 15A = 1/2B, 25A = 1B 식이며, 이 A/B 표기 자체가 한국을 포함한 아시아권(JIS 계열)에서 널리 쓰는 방식입니다. 미국·유럽은 보통 인치(NPS) 표기만 씁니다.
- 유속이 너무 빠르면 소음·진동·부식이, 느리면 침전물이 문제라 급수 배관은 보통 1~2m/s 범위로 설계합니다.
- 레이놀즈 수로 흐름의 성격이 갈립니다. 약 2,300 이하면 층류, 4,000 이상이면 난류입니다.
- 밸브를 갑자기 닫으면 수격현상(water hammer)이 생깁니다. 수도꼭지를 잠글 때 쿵 소리가 나는 이유입니다.
자주 묻는 질문
Q. 관 지름을 2배로 하면 유량도 2배인가요?
아닙니다. 4배가 됩니다. 유량은 단면적에 비례하고 단면적은 지름의 제곱에 비례하기 때문입니다.
Q. 25A는 실제 지름이 25mm인가요?
정확히 일치하지 않습니다. 호칭경일 뿐이며 실제 외경·내경은 규격표를 확인해야 합니다.
Q. 적정 유속은 얼마인가요?
용도에 따라 다르지만 급수 배관은 대체로 1~2m/s를 기준으로 합니다.