Dimenzování potrubí pro páru
Zadejte manometrický tlak a průtok páry a získáte doporučený rozměr podle rychlosti nebo tlakové ztráty. Všechny předpoklady a zdroje jsou níže.
Ověření: porovnání s publikovanými hodnotami
Stejné vstupy se spočítají ve Spirax Sarco, TLV a korejském praktickém příkladu a porovnají s tímto kalkulátorem. Tlaková ztráta se může lišit o několik procent kvůli zvolené drsnosti.
| Položka | Publikovaná hodnota | Hodnota z kalkulátoru | Zdroj |
|---|---|---|---|
| T4 | |||
| V (150A, 6,989 kg/h) | 25.000 m/s | 24.993 m/s | Spirax Sarco, Pipes and Pipe Sizing 표 10.2.4 (ASME Sch40 기준) |
| T5 | |||
| 필요 안지름 | 130.3 mm | 130.3 mm | Spirax Sarco, Pipes and Pipe Sizing 예제 10.2.4 |
| asme40 150A 유속 | 17.880 m/s | 17.880 m/s | Spirax Sarco, Pipes and Pipe Sizing 예제 10.2.4 |
| T6a | |||
| 유속 | 17.880 m/s | 17.880 m/s | TLV 계산기 (유속법), 2026-10-26 직접 실행 |
| 100 m 손실 (우리는 거칠기 0.046 mm 로 TLV 보다 약 2 % 낮음) | 0.0699 bar | 0.0685 bar | TLV 계산기 (유속법), 2026-10-26 직접 실행 |
| T6b | |||
| 유속 (150A) | 18.610 m/s | 18.610 m/s | TLV 계산기 (유속법), 2026-10-26 직접 실행 |
| 100 m 손실 | 0.0774 bar | 0.0758 bar | TLV 계산기 (유속법), 2026-10-26 직접 실행 |
| T6c | |||
| 유속 (65A) | 24.531 m/s | 24.531 m/s | TLV 계산기 (유속법), 2026-10-26 직접 실행 |
| 100 m 손실 | 0.2686 bar | 0.2625 bar | TLV 계산기 (유속법), 2026-10-26 직접 실행 |
| T6d | |||
| 유속 (100A) | 21.286 m/s | 21.286 m/s | TLV 계산기 (유속법), 2026-10-26 직접 실행 (90A 제외 확인) |
| 100 m 손실 | 0.1248 bar | 0.1221 bar | TLV 계산기 (유속법), 2026-10-26 직접 실행 (90A 제외 확인) |
| T6e | |||
| 유속 (40A, 1-1/2") | 23.308 m/s | 23.309 m/s | TLV 계산기 (유속법, IP 입력), 2026-10-26 직접 실행 |
| T6f | |||
| 유속 (80A, 3") | 43.006 m/s | 43.006 m/s | TLV 계산기 (압력손실법, IP 입력), 2026-10-26 직접 실행 |
| T7 | |||
| 필요 안지름 | 39.710 mm | 39.710 mm | Spirax Sarco 예제 10.2.2 (압력손실 기준), TLV [3] |
| stpg40 40A 유속 | 13.499 m/s | 13.499 m/s | Spirax Sarco 예제 10.2.2 (압력손실 기준), TLV [3] |
| stpg40 40A 165 m 손실 | 0.3312 bar | 0.3312 bar | Spirax Sarco 예제 10.2.2 (압력손실 기준), TLV [3] |
| T8 | |||
| 유속 (65A, 2-1/2", ASHRAE 「약 13,000 fpm」) | 13 000.0 ft/min | 13 072.0 ft/min | ASHRAE 1997 Fundamentals 증기 배관 예제 (Armstrong Steam Conservation Guidelines CG-25 재수록) |
| T9 | |||
| 필요 안지름 | 81.310 mm | 81.308 mm | 국내 실무 블로그 예제 (참고용, [10]) |
| stpg40 100A 유속 | 15.793 m/s | 15.793 m/s | 국내 실무 블로그 예제 (참고용, [10]) |
Základ výpočtu
Partí suché nasycené páře (kvalita x = 1). Vlastnosti nasycení interpolací tabulky IAPWS-IF97; rychlost a tlaková ztráta stejnými rovnicemi Darcy-Weisbach + Colebrook jako u kalkulátorů potrubí a vzduchotechniky.
| Položka | Rovnice | Poznámka |
|---|---|---|
| Absolutní tlak | p_abs = p_g + 101.325 kPa | Přičte standardní atmosférický tlak 101,325 kPa |
| Vlastnosti nasycení | T_sat, v_f, v_g, h_f, h_g = f(p_abs) | 4bodová Lagrangeova interpolace v ln(p) |
| Hmotnostní průtok | ṁ = q, 또는 ṁ = 3600 · Q(kW) / h_fg | Pro tepelný výkon (kW, MBH) dělit latentní teplo h_fg |
| Objemový průtok | Q = ṁ · v_g | Hmotnostní průtok × specifický objem v_g |
| Vnitřní průměr z rychlosti | D = √(4Q / (πV)) | Přímo z navrhované rychlosti |
| Vnitřní průměr z tlakové ztráty | R(D) = R_target | R(D) = cíl bisekcí v log D (stejně jako u kalkulátoru potrubí) |
| Reynoldsovo číslo a součinitel tření | 1/√f = −2 log₁₀( ε/(3.7D) + 2.51/(Re√f) ) | Colebrookova rovnice (stejný řešič jako u potrubí/vzduchotechniky) |
Tabulky rozměrů potrubí
Zvolte normu potrubí a uvidíte vnější průměr, tloušťku stěny a vnitřní průměr pro každý rozměr.
STPG Sch40 (KS D 3562 / JIS G3454)
Ocelové potrubí pro tlak KS D 3562 / JIS G 3454 Sch40. Výchozí v tomto kalkulátoru.
| Rozměr | Vnější průměr mm | Stěna mm | Vnitřní průměr mm |
|---|---|---|---|
| 15A | 21.7 | 2.8 | 16.1 |
| 20A | 27.2 | 2.9 | 21.4 |
| 25A | 34.0 | 3.4 | 27.2 |
| 32A | 42.7 | 3.6 | 35.5 |
| 40A | 48.6 | 3.7 | 41.2 |
| 50A | 60.5 | 3.9 | 52.7 |
| 65A | 76.3 | 5.2 | 65.9 |
| 80A | 89.1 | 5.5 | 78.1 |
| 100A | 114.3 | 6.0 | 102.3 |
| 125A | 139.8 | 6.6 | 126.6 |
| 150A | 165.2 | 7.1 | 151.0 |
| 200A | 216.3 | 8.2 | 199.9 |
| 250A | 267.4 | 9.3 | 248.8 |
| 300A | 318.5 | 10.3 | 297.9 |
SGP (KS D 3507 / JIS G3452)
Ocelové potrubí KS D 3507 / JIS G 3452 (SPP/SGP). Pouze pod 1 MPa (KDS 31 25 25:2021).
| Rozměr | Vnější průměr mm | Stěna mm | Vnitřní průměr mm |
|---|---|---|---|
| 15A | 21.7 | 2.8 | 16.1 |
| 20A | 27.2 | 2.8 | 21.6 |
| 25A | 34.0 | 3.2 | 27.6 |
| 32A | 42.7 | 3.5 | 35.7 |
| 40A | 48.6 | 3.5 | 41.6 |
| 50A | 60.5 | 3.8 | 52.9 |
| 65A | 76.3 | 4.2 | 67.9 |
| 80A | 89.1 | 4.2 | 80.7 |
| 100A | 114.3 | 4.5 | 105.3 |
| 125A | 139.8 | 4.5 | 130.8 |
| 150A | 165.2 | 5.0 | 155.2 |
| 200A | 216.3 | 5.8 | 204.7 |
| 250A | 267.4 | 6.6 | 254.2 |
| 300A | 318.5 | 6.9 | 304.7 |
ASME B36.10M Sch40
ASME B36.10M Sch40 (palcové rozměry).
| Rozměr | Vnější průměr mm | Stěna mm | Vnitřní průměr mm |
|---|---|---|---|
| 15A (1/2) | 21.34 | 2.77 | 15.8 |
| 20A (3/4) | 26.67 | 2.87 | 20.93 |
| 25A (1) | 33.4 | 3.38 | 26.65 |
| 32A (1-1/4) | 42.16 | 3.56 | 35.05 |
| 40A (1-1/2) | 48.26 | 3.68 | 40.89 |
| 50A (2) | 60.33 | 3.91 | 52.5 |
| 65A (2-1/2) | 73.03 | 5.16 | 62.71 |
| 80A (3) | 88.9 | 5.49 | 77.93 |
| 100A (4) | 114.3 | 6.02 | 102.26 |
| 125A (5) | 141.3 | 6.55 | 128.19 |
| 150A (6) | 168.28 | 7.11 | 154.05 |
| 200A (8) | 219.08 | 8.18 | 202.72 |
| 250A (10) | 273.05 | 9.27 | 254.51 |
| 300A (12) | 323.85 | 10.31 | 303.23 |
Drsnost potrubí ε
Hodnoty materiálů z Moodyho diagramu součinitele tření z roku 1944, převedené na mm. Drsnost roste se stářím a kvalitou vody, proto jiné hodnoty zadejte volbou Vlastní.
| Materiál | ε (mm) | Moodyho hodnota |
|---|---|---|
| Běžná ocel | 0.046 | 0.00015 ft |
| Pozinkovaná ocel | 0.15 | 0.0005 ft |
| Tažené trubky (měď, mosaz) | 0.0015 | 0.000005 ft |
Tabulka nasycené páry (IAPWS-IF97)
Stejná tabulka, ze které kalkulátor interpoluje (iapws 1.5.5, shoda s CoolProp IF97 na 15 číslic).
| Tlak (abs.) kPa | Teplota nasycení °C | Specifický objem v_g m³/kg | Latentní teplo h_fg kJ/kg |
|---|---|---|---|
| 10.0 | 45.8 | 14.67 | 2 392.1 |
| 15.0 | 54.0 | 10.02 | 2 372.4 |
| 20.0 | 60.1 | 7.648 | 2 357.5 |
| 30.0 | 69.1 | 5.229 | 2 335.3 |
| 40.0 | 75.9 | 3.993 | 2 318.5 |
| 50.0 | 81.3 | 3.240 | 2 304.7 |
| 70.0 | 89.9 | 2.365 | 2 282.7 |
| 101 | 100.0 | 1.673 | 2 256.5 |
| 150 | 111.4 | 1.159 | 2 226.0 |
| 200 | 120.2 | 0.8857 | 2 201.6 |
| 250 | 127.4 | 0.7187 | 2 181.2 |
| 300 | 133.5 | 0.6058 | 2 163.4 |
| 400 | 143.6 | 0.4624 | 2 133.3 |
| 500 | 151.8 | 0.3748 | 2 107.9 |
| 600 | 158.8 | 0.3156 | 2 085.6 |
| 700 | 165.0 | 0.2728 | 2 065.6 |
| 800 | 170.4 | 0.2403 | 2 047.3 |
| 1 000 | 179.9 | 0.1943 | 2 014.4 |
| 1 200 | 188.0 | 0.1633 | 1 985.3 |
| 1 400 | 195.0 | 0.1408 | 1 958.8 |
| 1 600 | 201.4 | 0.1237 | 1 934.3 |
| 2 000 | 212.4 | 0.0996 | 1 889.8 |
| 2 500 | 224.0 | 0.0799 | 1 840.1 |
| 3 000 | 233.9 | 0.0667 | 1 794.9 |
| 3 500 | 242.6 | 0.0571 | 1 753.0 |
| 4 000 | 250.4 | 0.0498 | 1 713.5 |
| 4 500 | 257.4 | 0.0441 | 1 675.9 |
| 5 000 | 263.9 | 0.0394 | 1 639.7 |
Doporučená rychlost a tlaková ztráta
25 m/s pro nasycenou páru a 35 až 40 m/s pro přehřátou páru je běžná praxe dle Spirax Sarco a TLV. Pro tlakovou ztrátu je typický rozsah 0,1 až 0,2 bar na 100 m (10 až 20 kPa).
Praktický limit je asi 40 m/s; nad ním roste riziko hluku a eroze. U úseků delších než 50 m je vhodné znovu ověřit tlakovou ztrátu i po dimenzování podle rychlosti.
Podle KDS 31 25 25:2021 nesmí celková ztráta překročit třetinu počátečního manometrického tlaku. Podle Crane TP-410 po překročení asi 10 % absolutního tlaku ztrácí jednobodové (nestlačitelné) Darcy-Weisbach přesnost; rozdělte úsek a přepočítejte.
Zdroje
- Spirax Sarco, Steam Engineering Tutorials, "Pipes and Pipe Sizing"
- TLV, Steam Line Sizing Calculator
- ASHRAE Handbook, Fundamentals (SI), chapter "Steam Systems"
- Crane Co., Technical Paper No. 410, "Flow of Fluids"
- Ministerstvo pozemního plánování, infrastruktury a dopravy (Korea), KDS 31 25 25:2021 "Piping Systems"
- IAPWS-IF97 (Mezinárodní asociace pro vlastnosti vody a páry), vypočteno balíčkem iapws (1.5.5)
Časté dotazy
Lze tento kalkulátor použít pro mokrou nebo přehřátou páru?
Ne. Pouze suchá nasycená pára (x = 1). Mokrá má menší, přehřátá větší specifický objem.
Proč se mírně liší od Spirax Sarco nebo TLV?
Rozdíly drsnosti, zaokrouhlení tabulky a interpolace mohou posunout ztrátu o několik procent. Rychlost a požadovaný průměr obvykle souhlasí na desetinná místa. Viz ověřovací tabulka.
Kdy nepoužívat SGP (černé potrubí)?
Podle KDS 31 25 25:2021 nelze SGP (SPP) od 1 MPa (10 kgf/cm², cca 145 psi). Nad tím zvolte STPG nebo tlakové potrubí.
Naposledy aktualizováno: 2026-10-26.