Dimensionamento de tubulação de vapor
Informe a pressão manométrica e a vazão de vapor para obter um diâmetro recomendado por velocidade ou perda de pressão. Todas as premissas e fontes estão abaixo.
Verificação: comparação com valores publicados
As mesmas entradas são aplicadas no Spirax Sarco, TLV e em um exemplo prático coreano e comparadas com esta calculadora. A perda de pressão pode diferir alguns por cento pela rugosidade assumida.
| Item | Valor publicado | Valor da calculadora | Fonte |
|---|---|---|---|
| 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]) |
Base de cálculo
Parte de vapor saturado seco (qualidade x = 1). As propriedades de saturação vêm da interpolação da tabela IAPWS-IF97; velocidade e perda de pressão usam as mesmas equações Darcy-Weisbach + Colebrook das calculadoras de dutos e tubulação.
| Item | Equação | Observação |
|---|---|---|
| Pressão absoluta | p_abs = p_g + 101.325 kPa | Soma a pressão atmosférica padrão, 101,325 kPa |
| Propriedades de saturação | T_sat, v_f, v_g, h_f, h_g = f(p_abs) | Interpolação de Lagrange de 4 pontos em ln(p) |
| Vazão mássica | ṁ = q, 또는 ṁ = 3600 · Q(kW) / h_fg | Para entradas de potência (kW, MBH), dividir pela entalpia latente h_fg |
| Vazão volumétrica | Q = ṁ · v_g | Vazão mássica vezes volume específico v_g |
| Diâmetro interno por velocidade | D = √(4Q / (πV)) | Obtido diretamente da velocidade de projeto |
| Diâmetro interno por perda de pressão | R(D) = R_target | Resolve R(D) = alvo por bissecção em log D (mesmo método da calculadora de tubulação) |
| Número de Reynolds e fator de atrito | 1/√f = −2 log₁₀( ε/(3.7D) + 2.51/(Re√f) ) | Equação de Colebrook (mesmo solucionador de dutos/tubulação) |
Tabelas de dimensões de tubos
Escolha uma norma de tubo para ver diâmetro externo, espessura e diâmetro interno por tamanho.
STPG Sch40 (KS D 3562 / JIS G3454)
Tubo de aço-carbono para pressão KS D 3562 / JIS G 3454 Sch40. Padrão desta calculadora.
| Diâmetro | Diâm. externo mm | Parede mm | Diâm. interno 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)
Tubo de aço-carbono KS D 3507 / JIS G 3452 (SPP/SGP). Apenas abaixo de 1 MPa (KDS 31 25 25:2021).
| Diâmetro | Diâm. externo mm | Parede mm | Diâm. interno 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 (dimensões em polegadas).
| Diâmetro | Diâm. externo mm | Parede mm | Diâm. interno 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 |
Rugosidade do tubo ε
Valores dos materiais do diagrama de fator de atrito de Moody de 1944, convertidos para mm. A rugosidade aumenta com a idade e a qualidade da água, então informe outros valores em Personalizada.
| Material | ε (mm) | Valor de Moody |
|---|---|---|
| Aço comercial | 0.046 | 0.00015 ft |
| Aço galvanizado | 0.15 | 0.0005 ft |
| Tubo trefilado (cobre, latão) | 0.0015 | 0.000005 ft |
Tabela de vapor saturado (IAPWS-IF97)
É a mesma tabela usada pela calculadora (iapws 1.5.5, coincide com CoolProp IF97 em 15 dígitos).
| Pressão (abs.) kPa | Temp. saturação °C | Volume específico v_g m³/kg | Entalpia latente 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 |
Velocidade e perda de pressão recomendadas
25 m/s para vapor saturado e 35 a 40 m/s para vapor superaquecido são prática comum segundo Spirax Sarco e TLV. Para perda de pressão, 0,1 a 0,2 bar por 100 m (10 a 20 kPa) é faixa típica.
O limite prático é cerca de 40 m/s; acima disso aumentam ruído e erosão. Para trechos com mais de 50 m, é boa prática rever a base de perda de pressão mesmo após dimensionar por velocidade.
Segundo KDS 31 25 25:2021, a perda total não deve exceder um terço da pressão manométrica inicial. Segundo Crane TP-410, se a perda passar de cerca de 10 % da pressão absoluta, a hipótese Darcy-Weisbach incompressível perde precisão; divida o trecho e recalcule.
Fontes
- 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"
- Ministério de Terras, Infraestrutura e Transportes (Coreia), KDS 31 25 25:2021 "Piping Systems"
- IAPWS-IF97 (Associação Internacional das Propriedades da Água e Vapor), calculado com o pacote iapws (1.5.5)
Perguntas frequentes
Esta calculadora serve para vapor úmido ou superaquecido?
Não. Apenas vapor saturado seco (qualidade x = 1). Vapor úmido tem volume específico menor e superaquecido maior, logo o diâmetro muda.
Por que difere um pouco de Spirax Sarco ou TLV?
Diferenças na rugosidade, arredondamento da tabela e interpolação podem alterar a perda alguns pontos percentuais. Velocidade e diâmetro necessário costumam coincidir em decimais. Veja a tabela de verificação.
Quando SGP (tubo preto) não deve ser usado?
Segundo KDS 31 25 25:2021, SGP (SPP) não pode ser usado a partir de 1 MPa (10 kgf/cm², cerca de 145 psi). Acima disso, escolha STPG ou tubo para pressão.
Última atualização em 2026-10-26.