배관 용량 계산기
계산 결과
배관 부피
- 부피(미국 갤런)
- 0.83 gal(미국)
- 물의 무게
- 3.14 kg
- 가득 채우는 시간
- 9.4초
배관 용량 계산기는 한 가지 질문에 답합니다. 관 안에 공간이 얼마나 있는가. 내경과 배관 길이를 넣으면 물의 용량이 리터와 미국 갤런으로 나오고, 그 물의 무게도 킬로그램으로 함께 나옵니다. 분당 유량을 더 넣으면 가득 채우는 시간까지 계산합니다. 설비 기사는 수리를 시작하기 전에 물이 얼마나 쏟아질지 알려고 이 계산기를 쓰고, 난방 설계자는 순환 회로에 넣을 부동액의 양을 정할 때, 관개 설비는 더 긴 배관에서 같은 셈을 합니다.
내경별 배관의 물 용량
| 내경 (mm) | 1미터당 용량 (L) | 10미터당 용량 (L) |
|---|---|---|
| 15 | 0.177 | 1.767 |
| 20 | 0.314 | 3.142 |
| 25 | 0.491 | 4.909 |
| 32 | 0.804 | 8.042 |
| 40 | 1.257 | 12.566 |
| 50 | 1.963 | 19.635 |
여기 있는 값은 호칭경이 아니라 실제 내경입니다. 같은 호칭경이라도 구리관, 가교 폴리에틸렌관, 강관은 두께가 달라서 내경이 다릅니다. 호칭경 15라도 재질에 따라 내경이 다르고, 15 mm 관에서 3 mm가 달라지면 용량은 40퍼센트 이상 차이 납니다. 쓰는 재질의 내경을 재거나 규격표에서 확인한 뒤 넣으세요. 셋째 열은 둘째 열의 10배입니다.
공식
부피 = π × (내경 ÷ 2)² × 길이 가득 채우는 시간 = 부피 ÷ 유량
- 내경
- 관 안쪽의 지름입니다. 호칭경이 아니라 물이 실제로 차지하는 공간의 지름입니다.
- 길이
- 배관의 길이입니다. 구간의 전체 길이를 넣으세요.
- 유량
- 분당 유량(리터)입니다. 펌프나 수도꼭지의 표시는 대개 이 단위로 적혀 있습니다.
관 자체의 부피가 필요할 때 쓰세요. 계통에서 물을 빼낼 때, 난방 순환 회로를 채울 때, 수리하면서 물이 얼마나 나올지 가늠할 때입니다. 관을 지나 1분 동안 움직이는 물의 양이 궁금하다면 그것은 용량이 아니라 유량의 문제입니다.
계산 예시
내경 20 mm 배관 10 m, 유량 20 L/분
- 반지름을 미터로: 20 mm ÷ 2 = 0.01 m
- 단면적: π × 0.01² = 0.000314 m²
- 부피: 0.000314 × 10 = 0.00314 m³, 즉 3.14 L
- 물은 1 L에 1 kg이므로 무게도 3.14 kg
- 가득 채우는 시간: 3.14 ÷ 20 = 0.157분 = 9.4초
- 같은 양을 미국 갤런으로 보면: 3.14 L ÷ 3.785 = 0.83갤런입니다
미국 갤런으로 0.83입니다. 4 L가 되지 않는다는 사실이야말로, 가느다란 관의 짧은 구간이 계통을 비울 때 거의 문제가 되지 않는 이유입니다.
같은 배관을 100 m 끌었을 때
- 이 관은 1미터에 0.3142 L 들어갑니다
- 길이를 곱합니다: 0.3142 × 100 = 31.42 L
- 물의 무게: 31.42 kg. 더는 무시할 수 있는 양이 아닙니다
- 가득 채우는 시간: 31.42 ÷ 20 = 1.571분, 즉 1분 34.2초
- 같은 양을 미국 갤런으로 보면: 31.42 L ÷ 3.785 = 8.3갤런입니다
부피는 길이에 비례해 늘어나지만 지름의 제곱으로도 효력이 있습니다. 내경을 40 mm로 두 배로 키우면 이 값은 125.7 L로 네 배가 됩니다.
한계
여기서 나오는 것은 관 내부의 부피이고 그 밖에는 아무것도 아닙니다. 이음쇠, 밸브, 분기관, 배관 끝의 축열조나 보일러, 그리고 계통 나머지 부분에 이미 들어 있는 물은 모두 별도로 더해야 합니다. 호칭경은 치수가 아니라 이름표이므로, 실제로 쓸 재질의 내경을 재거나 규격표에서 확인해 넣으세요. 가득 채우는 시간은 입력한 유량이 처음부터 끝까지 유지된다고 가정한 값입니다. 배관이 길거나 가늘거나 밸브가 반쯤 잠겨 있으면 그렇게 되지 않습니다.
자주 묻는 질문
- 관의 부피는 어떻게 계산하나요?
- 내경을 반으로 나눠 반지름을 구한 뒤 원기둥 공식을 씁니다. π × r² × 길이입니다. 내경 20 mm에 길이 10 m라면 π × 0.01² × 10 = 0.00314 m³, 즉 3.14 리터입니다. 전부 미터로 맞춰 계산하면 답이 세제곱미터로 나오고, 여기에 1,000을 곱하면 리터가 됩니다.
- 내경과 외경 중 어느 것을 넣어야 하나요?
- 언제나 내경입니다. 물이 실제로 차지하는 공간이 그것이기 때문입니다. 15A라고 부르는 관도 재질에 따라 외경이 다르고, 두께가 다르면 내경은 12 mm에서 18 mm까지 벌어집니다. 외경을 넣으면 가는 관에서 부피를 40퍼센트 이상 크게 잡게 됩니다.
- 관 1미터에는 몇 리터가 들어가나요?
- 내경에 따라 전부 달라집니다. 15 mm는 미터당 0.177 L, 20 mm는 0.314, 25 mm는 0.491, 50 mm는 1.963입니다. 반지름이 제곱으로 들어가므로 지름을 두 배로 키우면 1미터당 용량은 네 배가 됩니다.
- 가득 채우는 시간은 왜 어림값인가요?
- 배관을 따라가며 마찰과 이음쇠에서 압력이 빠지면 실제 유량은 줄어들기 때문입니다. 수도꼭지에서 분당 20리터가 나오는 급수라도 길고 가는 배관 끝에서는 그만큼 나오지 않습니다. 여기 나오는 값은 입력한 유량이 유지될 때의 시간이고, 그것은 펌프를 고르거나 계통을 비울 때 필요한 값입니다.
- 관 안의 물은 얼마나 무거운가요?
- 물 1리터는 1킬로그램이므로 물의 무게는 리터로 나타낸 용량과 같은 수입니다. 내경 20 mm에 10 m인 관은 3.14 kg으로 아무것도 아니지만, 내경 50 mm에 100 m인 본관은 196 kg으로 구조를 따져야 하는 무게입니다.
참고 문헌
- Copper Tube Handbook — 호칭경별 구리관의 바깥지름과 두께, 그리고 거기서 정해지는 실제 내경 — Copper Development Association
- WaterSense labeled showerheads — 수도꼭지 주변의 유량이 분당 갤런으로 표시되는 근거 — US Environmental Protection Agency