คำนวณขนาดท่อไอน้ำ
กรอกความดันเกจและปริมาณไอน้ำเพื่อรับขนาดที่แนะนำตามความเร็วหรือการสูญเสียความดัน ข้อสมมติและแหล่งอ้างอิงทั้งหมดอยู่ด้านล่าง
การตรวจสอบ: เปรียบเทียบกับค่าที่เผยแพร่
ใส่ค่าเดียวกันใน Spirax Sarco, TLV และตัวอย่างภาคสนามในเกาหลี แล้วเปรียบเทียบกับเครื่องคำนวณนี้ การสูญเสียความดันอาจต่างกันไม่กี่เปอร์เซ็นต์จากค่าความขรุขระที่สมมติ
| รายการ | ค่าที่เผยแพร่ | ค่าจากเครื่องคำนวณ | ที่มา |
|---|---|---|---|
| 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]) |
หลักการคำนวณ
อิงไอน้ำอิ่มตัวแห้ง (คุณภาพ x = 1) คุณสมบัติอิ่มตัวจากการประมาณตาราง IAPWS-IF97 ความเร็วและการสูญเสียความดันใช้สมการ Darcy-Weisbach + Colebrook เช่นเดียวกับเครื่องคำนวณท่อลม/ท่อน้ำ
| รายการ | สมการ | หมายเหตุ |
|---|---|---|
| ความดันสัมบูรณ์ | p_abs = p_g + 101.325 kPa | บวกความดันบรรยากาศมาตรฐาน 101.325 kPa |
| คุณสมบัติอิ่มตัว | T_sat, v_f, v_g, h_f, h_g = f(p_abs) | การประมาณ Lagrange 4 จุดใน ln(p) |
| อัตราการไหลมวล | ṁ = q, 또는 ṁ = 3600 · Q(kW) / h_fg | สำหรับกำลังความร้อน (kW, MBH) หารด้วยความร้อนแฝง h_fg |
| อัตราการไหลปริมาตร | Q = ṁ · v_g | อัตราการไหลมวล × ปริมาตรเฉพาะ v_g |
| เส้นผ่านศูนย์กลางภายในจากความเร็ว | D = √(4Q / (πV)) | หาโดยตรงจากความเร็วออกแบบ |
| เส้นผ่านศูนย์กลางภายในจากการสูญเสียความดัน | R(D) = R_target | แก้ R(D) = ค่าเป้าหมายด้วยการแบ่งครึ่งใน log D (วิธีเดียวกับเครื่องคำนวณท่อน้ำ) |
| เลขเรย์โนลส์และตัวประกอมความเสียดทาน | 1/√f = −2 log₁₀( ε/(3.7D) + 2.51/(Re√f) ) | สมการ Colebrook (ตัวแก้เดียวกับท่อลม/ท่อน้ำ) |
ตารางขนาดท่อ
เลือกมาตรฐานท่อเพื่อดูเส้นผ่านศูนย์กลางนอก ความหนา และเส้นผ่านศูนย์กลางในแต่ละขนาด
STPG Sch40 (KS D 3562 / JIS G3454)
ท่อเหล็กกล้าคาร์บอนแรงดัน KS D 3562 / JIS G 3454 Sch40 ค่าเริ่มต้นของเครื่องคำนวณ
| ขนาดระบุ | เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก mm | ความหนา mm | เส้นผ่านศูนย์กลางภายใน 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)
ท่อเหล็กกล้าคาร์บอน KS D 3507 / JIS G 3452 (SPP/SGP) ใช้ต่ำกว่า 1 MPa เท่านั้น (KDS 31 25 25:2021)
| ขนาดระบุ | เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก mm | ความหนา mm | เส้นผ่านศูนย์กลางภายใน 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 (ขนาดนิ้ว)
| ขนาดระบุ | เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก mm | ความหนา mm | เส้นผ่านศูนย์กลางภายใน 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 |
ความขรุขระท่อ ε
เป็นค่าวัสดุจากแผนภูมิตัวประกอบความเสียดทานของ Moody (1944) ที่แปลงเป็น mm ความขรุขระเพิ่มขึ้นตามอายุการใช้งานและคุณภาพน้ำ แม้เป็นวัสดุเดียวกัน หากต้องการค่าอื่นให้กรอกที่ “กำหนดเอง”
| วัสดุ | ε (mm) | ค่าเดิมของ Moody |
|---|---|---|
| ท่อเหล็กเชิงพาณิชย์ | 0.046 | 0.00015 ft |
| ท่อเหล็กชุบสังกะสี | 0.15 | 0.0005 ft |
| ท่อดึงขึ้นรูป (ท่อทองแดง ท่อทองเหลือง) | 0.0015 | 0.000005 ft |
ตารางไอน้ำอิ่มตัว (IAPWS-IF97)
เป็นตารางเดียวกับที่เครื่องคำนวณใช้ประมาณค่า (iapws 1.5.5 ตรงกับ CoolProp IF97 15 หลัก)
| ความดัน (สัมบูรณ์) kPa | อุณหภูมิอิ่มตัว °C | ปริมาตรเฉพาะ v_g m³/kg | ความร้อนแฝง 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 |
ความเร็วและการสูญเสียความดันที่แนะนำ
25 m/s สำหรับไอน้ำอิ่มตัว และ 35 ถึง 40 m/s สำหรับไอน้ำร้อนเกิน เป็นแนวปฏิบัติทั่วไปตาม Spirax Sarco และ TLV สำหรับการสูญเสียความดัน 0.1 ถึง 0.2 bar ต่อ 100 m (10 ถึง 20 kPa) เป็นช่วงทั่วไป
ขีดจำกัดใช้งานประมาณ 40 m/s หากเกินความเสี่ยงเสียงและการกัดกร่อนเพิ่ม สำหรับท่อยาวกว่า 50 m ควรตรวจสอบเกณฑ์การสูญเสียความดันอีกครั้งแม้เลือกตามความเร็วแล้ว
ตาม KDS 31 25 25:2021 การสูญเสียความดันรวมต้องไม่เกินหนึ่งในสามของความดันเกจเริ่มต้น ตาม Crane TP-410 เมื่อการสูญเสียเกินประมาณ 10 % ของความดันสัมบูรณ์ สมมติฐาน Darcy-Weisbach แบบไม่บีบอัดจุดเดียวจะคลาดเคลื่อน ให้แยกท่อและคำนวณใหม่
แหล่งอ้างอิง
- 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"
- กระทรวงที่ดิน โครงสร้างพื้นฐาน และการขนส่ง (เกาหลี), KDS 31 25 25:2021 "Piping Systems"
- IAPWS-IF97 (สมาคมสากลคุณสมบัติน้ำและไอน้ำ) คำนวณด้วยแพ็กเกจ iapws (1.5.5)
คำถามที่พบบ่อย
เครื่องคำนวณนี้ใช้กับไอน้ำเปียกหรือร้อนเกินได้ไหม
ไม่ ใช้เฉพาะไอน้ำอิ่มตัวแห้ง (x = 1) ไอน้ำเปียกมีปริมาตรเฉพาะเล็กกว่า ร้อนเกินใหญ่กว่า
ทำไมผลต่างจาก Spirax Sarco หรือ TLV เล็กน้อย
ความต่างของความขรุขระ การปัดตาราง และการประมาณค่าอาจทำให้การสูญเสียความดันต่างกันไม่กี่เปอร์เซ็นต์ ความเร็วและเส้นผ่านศูนย์กลางที่ต้องการมักตรงถึงทศนิยม ดูตารางตรวจสอบด้านล่าง
เมื่อไหร่ไม่ควรใช้ SGP (ท่อดำ)
ตาม KDS 31 25 25:2021 ใช้ SGP (SPP) ไม่ได้ตั้งแต่ 1 MPa (10 kgf/cm² ประมาณ 145 psi) สูงกว่านั้นเลือก STPG หรือท่อแรงดัน
แก้ไขล่าสุด 2026-10-26