압력강하 – MyEngNote https://myengnote.com Wed, 08 Jul 2026 04:42:20 +0000 ko-KR hourly 1 https://wordpress.org/?v=7.1 배관 마찰손실 계산기 & 시뮬레이터 https://myengnote.com/pipe-friction-pressure-drop-darcy-weisbach/ https://myengnote.com/pipe-friction-pressure-drop-darcy-weisbach/#respond Sun, 21 Jun 2026 23:25:42 +0000 https://myengnote.com/pipe-friction-pressure-drop-darcy-weisbach/ [본문 전체보기 >]]]> 🚀 배관 마찰손실 계산기 & 시뮬레이터

PIPE FRICTION LOSS

배관 마찰 압력 손실 계산기 (Haaland & Darcy)
DARCY-WEISBACH

배관 스펙 및 유동 입력

범위: 10 ~ 300 mm
mm
범위: 10 ~ 1000 m
m
범위: 0.5 ~ 500 m³/h
범위: 0.001 ~ 0.500 mm
mm

산업용 배관 재질 프리셋

실시간 관내 유동 상태 & 압력 감쇄 시각화

조도 레벨: 탄소강 강관
Darcy 마찰계수 (f) 0.0215
평균 유속 (v) 2.21 m/s
레이놀즈수 (Re) 176,800
TOTAL PRESSURE DROP (ΔP) 0.69 bar 수두 손실: 7.02 m
유동 상태 판독 (Flow Regime) 완전 난류 (Turbulent)
100m 당 압력 하락폭 0.69 bar / 100m

Haaland 마찰 보정 공식

1/√f ≈ -1.8log[(ε/3.7D)1.11 + 6.9/Re]

* 층류(Re≤2300)에서는 f = 64/Re 식을 적용하며, 난류에서는 벽 거칠기를 가산합니다.

면책 조항 (Disclaimer): 본 시뮬레이터의 계산 결과는 교육 및 참고용으로만 제공되며, 실제 제품 설계나 제작 시에는 반드시 최신 공학 규격 및 공식 표준 설계 기준을 재확인하시기 바랍니다. 계산 값의 무결성을 보장하지 않으며, 이로 인해 발생하는 직접적/간접적 손해에 대해 제작자 및 본 블로그는 어떠한 책임을 지지 않습니다.
💡 간편 사용 설명서
  1. 배관 지형 설정: 배관의 순내경(D, mm)과 실제 직선 배관 구간 길이(L, m)를 조절합니다.
  2. 설계 유량 입력: 이송할 액체의 체적 유량(m³/h)을 설정하여 관 내 속도 수두를 형성합니다.
  3. 관 재질 조도(Roughness) 설정: PVC(0.0015mm), 탄소강 강관(0.045mm), 주철관(0.25mm) 등 배관 내부 벽면 거칠기(조도)를 세팅합니다.
  4. 마찰 계수 및 손실 평가: 계측 보드에서 레이놀즈수에 따른 층류/난류 영역 판정, Darcy 마찰계수(f) 및 수두 마찰 손실(h_f, m)과 마찰 압력 하락폭(bar)을 실시간 모니터링합니다.
📚 Darcy-Weisbach 방정식 및 Haaland 마찰 계수 공학 공식 해설 ▼

1. 달시-바이스바하(Darcy-Weisbach) 수두 마찰 손실 기본 공식

유체가 충만하게 흐르는 배관 내부에서 벽면 점성 마찰에 의해 발생하는 마찰 수두 손실(Head Loss, h_f)은 배관 유속의 제곱에 비례하고 배관 구경에 반비례하며, 다음과 같은 물리 정립 공식인 달시-바이스바하(Darcy-Weisbach) 방정식을 따릅니다.

h_f = f × (L / D) × (v² / 2g)

여기서 h_f는 마찰 손실 수두(m), f는 Darcy 마찰계수(Dimensionless Friction Factor), L은 배관 총길이(m), D는 배관 내부 직경(m), v는 평균 유속(m/s), g는 중력가속도(9.80665 m/s²)입니다. 이를 펌프 운전압 기준인 압력 강하 단위(ΔP)로 변환할 경우 다음 공식이 적용됩니다.

ΔP = ρ × g × h_f / 100,000  [bar]

2. Darcy 마찰계수(f)의 층류/난류 판정 및 Haaland / Colebrook 공식

마찰 계수 f의 결정은 유체 유동이 층류(Laminar Flow) 상태인지 난류(Turbulent Flow) 상태인지에 따라 달라집니다. 유동 영역은 무차원 수인 레이놀즈수(Reynolds Number, Re = vD/ν)를 기준으로 판단합니다.

  • 층류 유동 (Re ≤ 2300): 관 벽면 조도의 영향을 받지 않고 오직 점성력에 의해서만 저항이 발생하며 다음 선형 공식으로 단순 수렴합니다.
    f = 64 / Re
  • 난류 유동 (Re > 4000): 관 벽 거칠기인 절대조도(ε)와 관 내경의 상대비율(ε/D) 및 레이놀즈수의 복합 난해 함수가 됩니다. 실무에서는 명시적 양해함수 근사식인 Haaland 공식을 사용하여 Colebrook-White 음해공식을 높은 오차 정밀도로 대체합니다.

1/√f ≈ -1.8 × log₁₀ [ (ε/3.7D)1.11 + 6.9/Re ]

3. 산업 배관 재질에 따른 대표 조도(Roughness) 가이드라인

대표 조도란 배관 내벽의 미세 돌기들의 평균 높이를 뜻하며, 재질별로 마찰 계수 격차를 발생시키는 핵심 척도입니다.

  • PVC / 플라스틱 파이프: 0.0015 mm (극도로 매끄러워 마찰 저항이 가장 낮음)
  • 신품 탄소강 강관 (Commercial Steel): 0.045 mm (산업 플랜트 가공 기본 표준 강관)
  • 아연도금철관 (Galvanized Iron): 0.15 mm (도금 피막 거칠기 영향으로 강관보다 거침)
  • 주철관 (Cast Iron): 0.26 mm (주조 공정상 벽면 돌기가 가장 크며 스케일 퇴적 우려가 높음)
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