증기 배관 사이징 — 유속과 압력 강하

개요

증기 배관 크기 결정은 사용 지점에서 적절한 증기 압력을 공급하기 위해 가용 압력과 마찰 및 피팅 손실의 균형을 맞춥니다. 분배에 사용 가능한 압력은 보일러 출구 압력과 소비처에 필요한 최소 압력의 차이와 같습니다. 이 가용 압력은 시스템 전체의 주요 손실(배관 마찰)과 부차 손실(피팅, 밸브, 굴곡부)을 모두 극복해야 합니다.

적절한 크기 결정은 말단 장비를 굶기는 과도한 압력 강하를 피하면서 침식과 소음을 방지하기 위해 속도를 권장 한도 내로 유지합니다.

주요 공식

가용 압력 강하

$p = p_j - p_k$

전체 분배 시스템의 압력 예산 — 보일러 초기 압력과 증기 소비처에 필요한 최종 압력의 차이.

총 시스템 압력 강하

$p_t = p_{major} + p_{minor}$

총 손실은 직선 배관 구간의 마찰 손실과 피팅의 국부 손실의 합입니다.

주요 손실 — 단위 길이당 마찰

$p_a = \text{friction resistance per unit length of pipe}$

저압 증기의 경우 배관 100 ft당 경험적 압력 강하는:

$p_{a\text{-}100} = \frac{0.01306 \; q^2 \left(1 + \dfrac{3.6}{d_i}\right)}{3600 \; \rho \; d_i^{\,5}}$

부차 손실 — 피팅

$p_{minor} = \zeta \cdot \frac{\rho \, v^2}{2}$

또는 부차 손실을 직선 배관의 등가 길이로 표현하여 결합 계산을 단순화할 수 있습니다:

$p_t = p_a \left( l + l_e \right)$

여기서 $l$은 실제 배관 길이이고 $l_e$는 모든 피팅의 총 등가 길이입니다.

변수

일반적인 증기 속도

마찰 강하 계산기

단위 변환기

소스 계산기 신호

캐시된 소스 페이지에는 하나의 공유 양식과 58개의 입력 요소가 포함되어 있으며, 여기에는 Engineering ToolBox 검색/레이아웃 및 단위 변환기 컨트롤이 포함됩니다. 이것은 59개의 별도 증기 배관 크기 결정 계산기가 아닙니다. 실질적인 소스 기능은 위의 압력 강하 계산기, 일반적인 증기 속도 표, 등가 길이 공식, 단위 변환기로 보존됩니다.

설계 참고 사항

• 가용 압력은 보일러 압력과 가장 먼 소비처에서 필요한 최소 공급 압력의 차이와 같습니다. 이 예산이 배관 직경 선택을 결정합니다.
• 일반적인 경험칙은 등가 배관 길이 100 m당 총 압력 강하를 초기 게이지 압력의 5–10% 로 제한하는 것입니다.
• 배관을 과대하게 지정하면 마찰은 줄어들지만 자본 비용과 더 큰 표면적에서의 열 손실이 증가합니다. 과소 지정은 사용 지점에서 부족을 초래합니다.
• $p_{a\text{-}100}$의 경험 공식은 저압 증기 시스템에 유효합니다. 고압 또는 과열 증기의 경우 적절한 마찰 계수와 증기 특성 데이터로 Darcy-Weisbach를 사용하세요.
• 등가 길이 표는 실제로 피팅(엘보, 티, 밸브)을 직선 배관 등가로 변환하여 전체 구간에 대한 단일 마찰 계산을 허용하는 데 일반적으로 사용됩니다.
• 결과 속도가 권장 범위 내에 유지되는지 항상 확인하여 배관 침식과 과도한 소음을 피하세요.
• 배관 내 응축수를 고려하세요 — 2상 유동은 단상 계산 이상으로 유효 압력 강하를 증가시킵니다.

참고 자료

• 증기 배관 크기 결정 — Engineering ToolBox