스팀 배관 관경 계산
게이지압과 증기량을 넣으면 유속·압력손실 기준으로 배관 호칭을 추천합니다. 계산 전제·출처는 아래에 모두 적어 둡니다.
검증: 공개 자료 값과 비교
같은 입력을 Spirax Sarco·TLV·국내 실무 자료에 넣었을 때 나온 값과, 이 계산기가 계산한 값을 나란히 둡니다. 거칠기 값 차이로 압력손실은 몇 % 차이가 날 수 있습니다.
| 항목 | 공개 자료값 | 계산기 값 | 출처 |
|---|---|---|---|
| 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]) |
계산 근거
건포화증기(건도 x = 1)를 기준으로 합니다. 포화 물성은 IAPWS-IF97 증기표를 보간해서 구하고, 유속·압력손실은 덕트·배관 계산기와 같은 Darcy-Weisbach + Colebrook 식을 씁니다.
| 항목 | 식 | 설명 |
|---|---|---|
| 절대압 | p_abs = p_g + 101.325 kPa | 표준 대기압 101.325 kPa 를 더함 |
| 포화 물성 (표 보간) | T_sat, v_f, v_g, h_f, h_g = f(p_abs) | ln(p) 4점 Lagrange 보간 |
| 질량유량 | ṁ = q, 또는 ṁ = 3600 · Q(kW) / h_fg | 열량 입력 (kW, MBH) 은 잠열 h_fg 로 나눔 |
| 체적유량 | Q = ṁ · v_g | 질량유량 × 비체적 v_g |
| 유속 기준 내지름 | D = √(4Q / (πV)) | 설계 유속에서 바로 구함 |
| 압력손실 기준 내지름 | R(D) = R_target | log D 이 분법으로 R(D) = 목표값을 구함(배관 계산기와 같은 방법) |
| 레이놀즈 수·마찰계수 | 1/√f = −2 log₁₀( ε/(3.7D) + 2.51/(Re√f) ) | Colebrook 식(덕트·배관 계산기와 같은 솔버) |
관 규격표
관 종류를 고르면 호칭별 바깥지름·두께·안지름을 볼 수 있습니다.
STPG Sch40 (KS D 3562)
KS D 3562 / JIS G 3454 압력배관용 탄소강관 Sch40. 이 계산기의 기본값입니다.
| 호칭 | 바깥지름 mm | 두께 mm | 안지름 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)
KS D 3507 / JIS G 3452 배관용 탄소강관(SPP·SGP). 사용압력 1 MPa 미만에서만 씁니다 (KDS 31 25 25:2021).
| 호칭 | 바깥지름 mm | 두께 mm | 안지름 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(인치 규격).
| 호칭 | 바깥지름 mm | 두께 mm | 안지름 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 |
배관 거칠기 ε
Moody (1944) 마찰계수 도표에 실린 재료값을 mm 로 바꾼 것입니다. 같은 재료라도 사용 연수와 수질로 커지므로, 다른 값은 「직접 입력」으로 넣으세요.
| 재료 | ε (mm) | Moody 원래 값 |
|---|---|---|
| 상업용 강관 | 0.046 | 0.00015 ft |
| 아연도 강관 | 0.15 | 0.0005 ft |
| 인발관 (동관·황동관) | 0.0015 | 0.000005 ft |
포화 증기표 (IAPWS-IF97)
계산기가 보간에 쓰는 표 그 자체입니다 (iapws 1.5.5 로 계산, CoolProp IF97 와 15자리 일치).
| 압력(절대) kPa | 포화온도 °C | 비체적 v_g m³/kg | 증발잠열 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 |
권장 유속·압력손실
포화증기는 25 m/s, 과열증기는 35~40 m/s 가 Spirax Sarco·TLV 등에서 널리 쓰는 실무 기준입니다. 압력손실 기준은 100 m 당 0.1~0.2 bar(10~20 kPa) 범위가 흔히 쓰입니다.
실용 한계는 약 40 m/s 로, 넘으면 소음·침식 우려가 커집니다. 배관이 50 m 보다 길면 유속 기준으로 고른 뒤에도 압력손실 기준으로 다시 확인하는 것이 좋습니다.
전체 압력손실은 KDS 31 25 25:2021 에 따라 처음 게이지압의 1/3을 넘지 않아야 하고, Crane TP-410 기준으로 절대압의 10 % 를 넘으면 비압축성 가정(Darcy-Weisbach 한 번 계산)의 오차가 커지므로 구간을 나눠 다시 계산해야 합니다.
출처
- Spirax Sarco, Steam Engineering Tutorials, 「Pipes and Pipe Sizing」
- TLV, 스팀 배관 사이즈 계산기 (steam line sizing calculator)
- ASHRAE Handbook Fundamentals (SI), 「Steam Systems」 장
- Crane Co., Technical Paper No. 410, 「Flow of Fluids」
- 국토교통부, KDS 31 25 25:2021 「배관설비」
- IAPWS-IF97 (국제 물·수증기 특성 협회), iapws 패키지(1.5.5)로 산출
자주 묻는 질문
습증기·과열증기도 이 계산기로 계산할 수 있나요?
아니요. 이 계산기는 건포화증기(건도 x = 1)만 다룹니다. 습증기는 비체적이 더 작고, 과열증기는 비체적이 더 커서 필요 안지름이 달라집니다.
Spirax Sarco·TLV 값과 왜 조금 다른가요?
쓰는 배관 거칠기 값, 반올림한 관 규격표 치수, 보간 방법이 조금씩 달라서 압력손실은 몇 % 차이가 날 수 있습니다. 유속·필요 안지름처럼 거칠기에 영향받지 않는 값은 대부분 소수점 아래까지 일치합니다. 아래 「검증」 표에서 직접 비교할 수 있습니다.
SGP(백관)는 언제 쓰면 안 되나요?
KDS 31 25 25:2021 에 따라 사용압력이 1 MPa(10 kgf/cm², 약 145 psi) 이상이면 SGP(SPP)를 쓸 수 없습니다. 이 압력 이상에서는 STPG 같은 압력배관용 강관을 골라야 합니다.
최종 수정 2026-10-26.