Tính kích thước ống hơi
Nhập áp suất gauge và lưu lượng hơi để nhận cỡ ống đề xuất theo vận tốc hoặc tổn thất áp suất. Mọi giả định và nguồn được liệt kê bên dưới.
Kiểm chứng: so sánh với giá trị công bố
Cùng bộ nhập liệu được đưa vào Spirax Sarco, TLV và một ví dụ thực tế tại Hàn Quốc, rồi so với máy tính này. Tổn thất áp suất có thể lệch vài phần trăm do độ nhám giả định.
| Mục | Giá trị công bố | Giá trị máy tính | Nguồn |
|---|---|---|---|
| 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]) |
Cơ sở tính toán
Dựa trên hơi bão hòa khô (độ khô x = 1). Tính chất bão hòa lấy từ nội suy bảng IAPWS-IF97; vận tốc và tổn thất áp suất dùng cùng phương trình Darcy-Weisbach + Colebrook như máy tính ống gió và ống nước.
| Mục | Công thức | Ghi chú |
|---|---|---|
| Áp suất tuyệt đối | p_abs = p_g + 101.325 kPa | Cộng thêm áp suất khí quyển chuẩn 101,325 kPa |
| Tính chất bão hòa | T_sat, v_f, v_g, h_f, h_g = f(p_abs) | Nội suy Lagrange 4 điểm theo ln(p) |
| Lưu lượng khối lượng | ṁ = q, 또는 ṁ = 3600 · Q(kW) / h_fg | Với công suất (kW, MBH), chia cho nhiệt ẩn h_fg |
| Lưu lượng thể tích | Q = ṁ · v_g | Lưu lượng khối lượng nhân thể tích riêng v_g |
| Đường kính trong theo vận tốc | D = √(4Q / (πV)) | Tính trực tiếp từ vận tốc thiết kế |
| Đường kính trong theo tổn thất áp suất | R(D) = R_target | Giải R(D) = mục tiêu bằng chia đôi theo log D (cùng cách với máy tính ống nước) |
| Số Reynolds và hệ số ma sát | 1/√f = −2 log₁₀( ε/(3.7D) + 2.51/(Re√f) ) | Phương trình Colebrook (cùng bộ giải với duct/pipe) |
Bảng kích thước ống
Chọn quy cách ống để xem đường kính ngoài, độ dày thành và đường kính trong theo cỡ.
STPG Sch40 (KS D 3562 / JIS G3454)
Ống thép carbon áp lực KS D 3562 / JIS G 3454 Sch40. Mặc định của máy tính.
| Cỡ ống | Đường kính ngoài mm | Độ dày thành mm | Đường kính trong 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)
Ống thép carbon KS D 3507 / JIS G 3452 (SPP/SGP). Chỉ dùng dưới 1 MPa (KDS 31 25 25:2021).
| Cỡ ống | Đường kính ngoài mm | Độ dày thành mm | Đường kính trong 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 (kích thước inch).
| Cỡ ống | Đường kính ngoài mm | Độ dày thành mm | Đường kính trong 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 |
Độ nhám ống ε
Giá trị vật liệu từ biểu đồ hệ số ma sát của Moody (1944), đổi sang mm. Độ nhám tăng theo tuổi ống và chất lượng nước, nên các giá trị khác hãy nhập bằng "Nhập độ nhám".
| Vật liệu | ε (mm) | Giá trị gốc của Moody |
|---|---|---|
| Thép thương mại | 0.046 | 0.00015 ft |
| Thép mạ kẽm | 0.15 | 0.0005 ft |
| Ống kéo (đồng, đồng thau) | 0.0015 | 0.000005 ft |
Bảng hơi bão hòa (IAPWS-IF97)
Đây là bảng chính xác mà máy tính nội suy (iapws 1.5.5, khớp CoolProp IF97 đến 15 chữ số).
| Áp suất (tuyệt đối) kPa | Nhiệt độ bão hòa °C | Thể tích riêng v_g m³/kg | Nhiệt ẩn 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 |
Vận tốc và tổn thất áp suất khuyến nghị
25 m/s với hơi bão hòa và 35 đến 40 m/s với hơi quá nhiệt là thông lệ theo Spirax Sarco và TLV. Với tổn thất áp suất, 0,1 đến 0,2 bar trên 100 m (10 đến 20 kPa) là khoảng thường dùng.
Giới hạn thực tế khoảng 40 m/s; vượt mức này thì rủi ro tiếng ồn và xói mòn tăng. Với đoạn dài hơn 50 m, nên kiểm tra lại cơ sở tổn thất áp suất dù đã chọn cỡ theo vận tốc.
Theo KDS 31 25 25:2021, tổn thất tổng không được vượt một phần ba áp suất gauge ban đầu. Theo Crane TP-410, khi tổn thất vượt khoảng 10 % áp suất tuyệt đối, giả định Darcy-Weisbach không nén một điểm kém chính xác; chia đoạn và tính lại.
Nguồn
- 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"
- Bộ Đất đai, Hạ tầng và Giao thông (Hàn Quốc), KDS 31 25 25:2021 "Piping Systems"
- IAPWS-IF97 (Hiệp hội Quốc tế về Tính chất Nước và Hơi), tính bằng gói iapws (1.5.5)
Câu hỏi thường gặp
Máy tính này có dùng cho hơi ướt hoặc quá nhiệt không?
Không. Chỉ hơi bão hòa khô (x = 1). Hơi ướt có thể tích riêng nhỏ hơn, hơi quá nhiệt lớn hơn, nên cỡ ống khác.
Vì sao khác một chút so với Spirax Sarco hoặc TLV?
Khác biệt về độ nhám, làm tròn bảng và nội suy có thể lệch tổn thất vài phần trăm. Vận tốc và đường kính cần thiết thường khớp đến số thập phân. Xem bảng kiểm chứng bên dưới.
Khi nào không được dùng SGP (ống đen)?
Theo KDS 31 25 25:2021, SGP (SPP) không được dùng từ 1 MPa (10 kgf/cm², khoảng 145 psi). Trên mức đó chọn STPG hoặc ống áp lực.
Cập nhật lần cuối 2026-10-26.