Pressure drop calculation in excel 배관 압력손실 계산서 엑셀양식

[파일 다운로드] Excel 양식 다운로드

2021-12-31  유체속성 계산-BRFLUID 함수 추가 

2022-01-09  PipeTable 추가 (ANSI/KS Carbon, Stainless 강관, HDPE, KS Gas piping)

2022-05-15  Loss Coefficient, K 자동선택 추가 (Valve, Tee, Bends InfoTable) _기존양식 일부 변경

2022-12-04  유량단위 자동반영, 배관시작지점-끝지점 높이차 반영

 

 

 

Quick Guide

 

BRFLUID 기능을 사용하는 모든 함수를 포함한 Standard Form 표준양식, 예제파일 입니다. 

기능추가나 양식변경시 관련된 모든 엑셀파일의 업데이트가 필요해서 위 "Excel 양식 다운로드" 글에서 일괄 업데이트 하고 있습니다. 번거롭지만 위 링크로 이동하셔서 1번째 첨부파일(엑셀)을 다운받아서 사용하십시오.

 

 

BRFLUID는 Water, Steam 뿐만 아니라 Gas나 기타 다른 100여가지 물성치를 계산합니다. 따라서 표준포맷은 다양한 Case에 대한 사용법 예시를 담고 있습니다. 

 

Steam system /Water Pump의 경우, 아래 예제를 활용하면 더욱 빠르게 원하시는 계산 결과를 얻을 수 있습니다.

https://brfluid.tistory.com/23

Water Pump pressure drop, 소방수 펌프 차압 계산서

 

 

 

 

 

What is difference

 

<주요사항과 엑셀양식의 장점>

- 유체속성은 IAWPS IF97과 CoolProp Source 에서 값을 찾습니다. 널리 쓰는, REFPROP는 미국국립연구소NIST 에서 배포하고 있으나 유료 모델입니다. 결과값에 큰 차이없이 유사한 값을 얻을 수 있는 CoolProp는 OpenSource로 이를 사용합니다.   ( Water & Steam / Air / NatualGas / Hydrogen )

- friction factor는 Wiki 에 언급된 여러가지 중 제일 많이 사용하는 Colebrook를 포함 3가지를 수식 적용가능합니다.

- Compressible 혼합기체(Mixture)는 계산서 하단 mole fraction에 성분비 입력으로 사용자 입력을 통한 계산값을 찾습니다

- Valve, Bend, Mitre, Orifice, Increaser/Reducer 등으로 발생하는 추가배관Fitting loss를 선택사용가능합니다.

- ANSI / KS Code에 따른 Pipe Size 정보가 사전입력되어 있어 편하게 선택하여 사용가능합니다.  *보통 인터넷에서 찾은 양식은 이것이 포함된 양식이 30% 내외임

- 밸브, 곡관 등의 loss coefficient K 를 선택가능합니다.   *보통 인터넷에서 찾은 양식은 이것을 알 수 없다.

 

 

 

 

 

How to Use

 

다운받은 엑셀 계산서 샘플에서 녹색항목에 주요인자를 채우면 배관압력손실 계산결과를 얻게 됩니다.

 

배관압력손실은 다음 사항들에 영향을 받으니 사용하시는 환경을 적절하게 입력하셔야 합니다.

- 배관의 유속(velocity, m/s)

- 동일사이즈 배관의 길이 (length, meter)   >> 만약  3인치 배관 > 2인치로 작아지면 세로 2줄을 사용해서 각각 입력필요

- 유체종류 (water, air, gas)

- 배관종류 (거칠기, 철배관/스테인리스배관/PVC)

- 압력, 온도

 

* 그래도 사용이 어려우시면 댓글로 달아주시면 관련 예제들처럼 간단한 계산서 정도는 만들어 드릴 수 있습니다.
(큰 시간 들어가지 않는 간단한 건에 대해서 ) 

 

 

 

<계산서 샘플>

; water > steam > air > gas > hydrogen 순으로 사용예시 입력

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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Why made this

 

[Engineering] - Pressure drop 배관 압력손실을 구글링으로 계산해보기

 

배관압력손실 관련 글을 쓴 적이 있습니다.

 

이해를 위한 계산과정을 상세히 적었지만 정확한 결과를 얻으려면 결국 상용프로그램의 도움을 받거나 추가설계관련사항을 포함한 (엑셀)계산서를 만들어야 할 것입니다. 아마 이 글을 인터넷을 검색으로 보는 입장이라면 더욱 그러할 것입니다.

 

매년 비슷한 것을 새로운 팀원에게 설명을 하고 있습니다. 10년 이상 이어지고 있습니다. 아마도 제가 설계업무를 하는 동안은 계속 발생할 것이라 생각됩니다. 자주 찾는 엔지니어링 커뮤니티에도 유사한 질문이 올라옵니다. 그래서 누구나 쓸 수 있는 괜찮은 양식이 하나 있으면 좋겠다 생각을 했습니다. 

 

 

계산과정은 간단해 보이지만 이를 믿고 쓰려면 꽤나 지식이 필요하고, 찾는데 시간도 많이 들어갑니다.

예를 들어, 계산 과정에는 각 배관Component의 손실계수 Loss Coefficient를 구하기 위해 Moody chart를 봐야 합니다. 이것 하나만 확인-검증하려 해도 계산서가 없는 이는 여러 사이트를 찾거나 내용을 이해하는데 꽤나 시간을 들여야 할 것입니다. 

 

언젠가 지하주차장에 새로 설치한 집수정Sump pump의 양정(압력)이 제대로 나오지 않아서 재교체를 해야 한다는 아파트 공고문을 본 적이 있습니다. 간단한 계산이나 아마도 관련업체가 사양선정을 잘못한 것 같았습니다. 업체라고 하지만 아마도 저와 비슷한 일을 하시던 엔지니어 선배님일 것입니다. 제가 은퇴하면 할 수도 있는 일 일지도요.

 

어쨌든 양정 30m도 안되는 소형 펌프라도 유체역학 식을 사용해야 하는 계산에서는 Input > output은 정확해야 합니다. 그러한 고민을 하지 않고 빠르게 사용할 수 있는 양식을 만들고 싶어서 이러한 작업을 하게 되었습니다. 엑셀VBA도 좋은 프로그램이지만 수정과 업데이트/배포가 어려워 엑셀XLL 추가기능을 활용하였습니다.

 

엑셀 계산서는  단순 1페이지 짜리이지만 결과는 공학을 다루는 기업에서 사용해도 문제 없을 수준입니다. 처음 인터넷 블로그에서 받은 엑셀양식에서 수정을 시작했는데, 코로나 시기 3년간 틈틈이 고치다보니 어느 덧 회사에서 쓸  양식보다 좋아졌습니다. 

 

 

 

 

 

 

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