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파이프 유속 계산기
유속 v = 4Q/(πd²)와 레이놀즈 수를 계산하고, 유압 및 수처리 시스템에 권장되는 유속 제한과 비교하십시오.
결과
유속 공식
원형 파이프의 평균 유속은 연속 방정식 Q = v × A로부터 유도됩니다.
- v — 평균 유속(m/s)
- Q — 체적 유량(m³/s)
- d — 파이프 내경(m)
- A — 파이프 단면적 (m²)
레이놀즈 수
레이놀즈 수는 유동 양상(층류, 전이류 또는 난류)을 결정합니다.
- Re < 2300 — 층류 (매끄럽고 질서정연한 흐름)
- 2300 ≤ Re ≤ 4000 — 과도기적(불안정적)
- Re > 4000 — 난류(혼란스럽고 마찰이 더 높은 흐름)
권장 속도 제한
| 라인 유형 | 속도 (m/s) | 속도 (ft/s) | 참고 |
|---|---|---|---|
| 유압 흡입 | 0.5 - 1.5 | 1.6 - 4.9 | 펌프 흡입구에서 캐비테이션 현상을 방지하십시오. |
| 유압 | 3.0 - 6.0 | 9.8 - 19.7 | 짧은 구간 주행 시 최대 7m/s |
| 유압 복귀 | 2.0 - 4.0 | 6.6 - 13.1 | 저압, 더 큰 파이프 사용 가능 |
| 상수도 | 1.0 - 3.0 | 3.3 - 9.8 | 건물 내 소음 제한은 약 2.5m/s입니다. |
| 증기(포화) | 20 – 40 | 66 - 131 | 증기에서 흔히 볼 수 있는 높은 속도 |
| 압축 공기 | 6 – 15 | 20 – 49 | 유속이 높을수록 압력 강하가 커집니다. |
배관 규격 참조 - 외경 및 벽 두께를 기준으로 내경 계산
일반적인 강관 규격(스케줄 40)의 외경, 벽 두께 및 내경:
| 공칭 | 외경(mm) | 벽 두께(mm) | 내경(mm) |
|---|---|---|---|
| DN15 (½인치) | 21.3 | 2.77 | 15.8 |
| DN20(¾인치) | 26.7 | 2.87 | 20.9 |
| DN25(1인치) | 33.4 | 3.38 | 26.6 |
| DN32(1¼인치) | 42.2 | 3.56 | 35.1 |
| DN40(1½인치) | 48.3 | 3.68 | 40.9 |
| DN50(2인치) | 60.3 | 3.91 | 52.5 |
| DN65 (2½인치) | 73.0 | 5.16 | 62.7 |
| DN80(3인치) | 88.9 | 5.49 | 77.9 |
| DN100(4인치) | 114.3 | 6.02 | 102.3 |
| DN150(6인치) | 168.3 | 7.11 | 154.1 |
| DN200(8인치) | 219.1 | 8.18 | 202.7 |
실제 사례
주어진 조건: 유량(Q) = 60 L/min, 파이프 내경(ID) = 25 mm, 오일 점도 = 32 cSt
변환: Q = 60 / 60000 = 0.001 m³/s, d = 0.025 m
A = π/4 × 0.025² = 4.909 × 10⁻⁴ m²
v = 0.001 / 4.909×10⁻⁴ = 2.04m/s
Re = 2.04 × 0.025 / (32 × 10⁻⁶) = 1,592 → 층류
2.04m/s의 속도는 압력 라인에 권장되는 범위 내에 있습니다(3~6m/s가 최적이지만 2m/s도 허용 가능합니다).
⚠️ 주의: 계산된 속도는 파이프 단면 전체의 평균 속도입니다. 실제 속도는 벽면에서 0이고 중심에서 최대입니다(층류의 경우 포물선 형태).
공식 v = 4Q / (π d²)을 사용하세요. 유량 Q를 m³/s로 변환하고 (L/min 값을 60,000으로 나눔) 직경 d를 미터로 변환하세요 (mm 값을 1000으로 나눔). 결과는 m/s 단위의 평균 유속입니다.
예: 60 L/min의 유량이 25 mm 배관을 통과할 때 → v = 4 × 0.001 / (π × 0.025²) = 2.04 m/s.
유압 시스템의 표준 권장 유속:
- 흡입 배관: 0.5 – 1.5 m/s (펌프 입구의 캐비테이션을 피할 것)
- 압력 배관: 3 – 6 m/s (짧은 구간에서는 최대 7 m/s)
- 복귀 배관: 2 – 4 m/s
물 배관 시스템: 1 – 3 m/s; 건물 내에서는 소음을 억제하기 위해 2.5 m/s 미만으로 유지하세요.
과도한 유속은 다음을 유발합니다:
- 배관의 소음과 진동
- 압력 강하 증가 (v²에 비례)
- 배관 벽과 이음쇠의 침식
- 흡입 배관의 캐비테이션 위험
- 밸브가 갑자기 닫힐 때 수격 현상
유속을 권장 범위 내로 유지할 수 있도록 항상 배관 치수를 선정하세요.
레이놀즈 수 Re = vD/ν는 점성력에 대한 관성력의 비를 나타내는 무차원 수입니다. 이 값은 유동 상태를 결정합니다:
- Re < 2300: 층류 — 흐름이 매끄럽고 예측 가능하며 마찰이 작음
- 2300 – 4000: 천이 유동 — 불안정하므로 이 영역을 피하여 설계할 것
- Re > 4000: 난류 — 흐름이 무질서하고 마찰계수가 더 큼
유동 상태에 따라 압력 강하 계산에 사용할 마찰계수 공식이 결정됩니다.
주어진 유량과 관 크기에서 점도는 속도를 직접 바꾸지 않습니다 — 연속 방정식 v = Q/A는 점도와 무관합니다.
그러나 점도는 유동 상태와 마찰 손실을 결정하는 레이놀즈 수에 영향을 미칩니다. 점도가 높아지면 레이놀즈 수가 감소하고 유동 상태와 압력 손실이 달라집니다. 원형 관 내 층류의 다르시 마찰계수는 64/Re입니다; 속도와 관 지름이 같을 때 Re가 낮을수록 마찰계수는 높아집니다.
일반적인 점도: 물은 20°C에서 ≈ 1 cSt; 유압유 ISO VG 32는 40°C에서 ≈ 32 cSt; ISO VG 46은 40°C에서 ≈ 46 cSt.
이 페이지에 설명된 절차는 Vibromera 팀이 현장 로터 밸런싱용 휴대형 2채널 밸런서 겸 진동 분석기인 Balanset-1A를 사용하여 개발하고 현장에서 테스트한 것입니다.
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Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko는 진동 분석 엔지니어이자 Vibromera의 창립자 겸 CEO입니다. 그는 15년 넘게 회전 장비를 실험실 테스트 벤치가 아닌 현장에서 직접 밸런싱해 왔습니다 — 멀처, 산업용 팬, 파쇄기, 원심분리기, 샤프트, 스핀들 등입니다. Balanset 기기는 바로 이러한 경험에서 탄생했습니다 — 실험실 장비가 아니라, 전문가가 직접 현장의 기계까지 가지고 가서 혼자서도 사용할 수 있는 도구로 설계되었습니다. Vibromera는 2017년에 설립되었으며 2023년부터 포르투갈 포르투를 거점으로 하고 있습니다. Balanset 제품군의 개발, 조립, 지원 업무 모두 이곳에서 이루어집니다. 대표 기기는 Balanset-1A로, 1면 및 2면 밸런싱과 진동 진단을 위한 휴대용 분석기입니다. Nikolai는 고객 지원, 까다로운 밸런싱 사례 해결, 소프트웨어 개발에 직접 참여하고 있습니다. 그는 전 세계 고객들과 어떤 언어로든 소통하며 함께 일합니다.
