파이프 부피 계산기

파이프 부피 계산기란?

파이프 부피 계산기는 원통형 파이프 안쪽의 공간이 얼마나 되는지 구합니다. 파이프의 지름과 길이로 세제곱 단위의 부피를 계산합니다. 이를 통해 파이프에 물, 가스 또는 다른 유체가 얼마나 들어갈 수 있는지 알 수 있습니다.

파이프 부피 공식

파이프는 원통이므로 부피는 원통의 표준 공식에 따릅니다.

$V = \pi \times r^2 \times h$

$V$ 는 세제곱 단위로 나타낸 부피입니다.
$\pi$ (파이)는 약 3.14159입니다.
$r$ 은 파이프의 반지름입니다(직경의 절반).
$h$ 는 파이프의 길이입니다.

파이프의 호칭 크기는 보통 반지름이 아니라 직경으로 표시하므로, 공식은 다음과 같이 쓰는 경우가 많습니다.

$V = \pi \times \left(\frac{d}{2}\right)^2 \times h$

여기서 $d$ 는 직경입니다. 이 공식은 파이프 내부, 즉 유체가 실제로 흐르는 공간의 부피를 구합니다. 길이 전체에서 직경이 일정한 원형 파이프에만 적용됩니다.

사람들이 자주 헷갈리는 점이 두 가지 있습니다. 첫째, 실제 파이프에는 벽 두께가 있어서 외경이 내경보다 큽니다. 유체 용량을 구할 때는 항상 내경(ID)을 사용해야 합니다. "4인치 스케줄 40 강관"으로 판매되는 파이프는 외경이 4.500 인치 (11.4 cm), 내경이 4.026 인치 (10.2 cm)이며, 정확히 4 인치 (10 cm)가 아닙니다. 둘째, 곱하기 전에 지름과 길이를 같은 단위로 맞춰야 합니다. 지름이 인치 단위라면 길이를 먼저 피트에서 인치로 바꾸어야 하며(12를 곱합니다), 그렇지 않으면 결과가 크게 어긋납니다.

계산 예시: 급수관

내경이 4 인치 (10 cm)이고 길이가 10 피트 (3 m)인 급수관이 있다고 합시다.

1단계: 단위 맞추기. 길이를 인치로 바꿉니다. 10 피트 (3 m) × 12 = 120 인치 (305 cm)

2단계: 반지름 구하기. 반지름 = 4 ÷ 2 = 2 인치 (5.1 cm)

3단계: 공식 적용하기.

V = π × 2² × 120 = π × 4 × 120 ≈ 1,508세제곱인치 (24,700 cm³)

결과 변환: 1,508 세제곱인치 (24,700 cm³)는 약 6.53 갤런 (24.7 L), 즉 24.7 리터입니다. 가득 찬 파이프에 들어 있는 물의 양이 이만큼입니다.

단위 변환

계산기는 지름과 길이에 입력한 단위에 맞추어 세제곱 단위로 결과를 돌려줍니다. 소수점 아래 두 자리까지 표시하며, 지름이나 길이가 영 이하이면 결과 대신 오류가 나타납니다. 자주 쓰는 변환값은 NIST의 환산 계수표를 반올림한 값이며 다음과 같습니다.

1세제곱피트 (0.028 m³) = 7.48갤런 (28.3 L)(미국)
1세제곱피트 (0.028 m³) = 28.32리터
1세제곱인치 (16 cm³) = 0.0164리터
1세제곱미터 = 1,000리터
1세제곱미터 = 264.17갤런 (1,000 L)(미국)

파이프 부피가 중요한 이유

파이프 부피를 알면 여러 실용적인 상황에 도움이 됩니다.

배관. 배관 구간에 고여 있는 물의 부피는 온수가 수도꼭지까지 도달하는 데 걸리는 시간과 펌프가 옮겨야 하는 물의 양에 영향을 줍니다. 내경이 6인치인 1,000피트 길이의 배관에는 약 1,469 갤런 (5,560 L)의 물이 고여 있습니다.
화학 및 공정 배관. 부피에 따라 라인을 세척하거나 제품을 전환하는 동안 손실되는 제품의 양과, 유체가 파이프 안에 머무는 시간(체류 시간)이 정해집니다.
건설. 데크 기둥용 종이 원통 거푸집처럼 원통형 콘크리트 거푸집은 콘크리트 혼합물을 몇 포대 사야 하는지 알기 위해 부피 계산이 필요합니다.
지하수 모니터링. 시료를 채취하기 전에 물을 얼마나 퍼내야(퍼징) 하는지 계산할 때 우물 케이싱의 부피를 사용합니다. 미국 환경보호청의 전통적인 방법은 우물 부피의 최소 세 배를 제거하며, 각 우물 부피는 V = πr²h × 세제곱피트당 7.4805 갤런으로 구합니다.

일반적인 파이프 부피(빠른 참조)

내경이 표에 나온 크기와 같은 파이프가 담는 대략적인 부피입니다.

파이프 크기	피트당 부피	100피트당 갤런
1/2인치	0.0102갤런	1.02갤런
1인치	0.0408갤런	4.08갤런
2인치	0.1632갤런	16.32갤런
4인치	0.6528갤런	65.28갤런
6인치	1.469갤런	146.9갤런
8인치	2.611갤런	261.1갤런
12인치	5.875갤런	587.5갤런

실제 파이프의 내경이 호칭 크기와 정확히 같은 경우는 드뭅니다. 예를 들어 2인치 스케줄 40 강관의 내경은 2.067 인치 (5.25 cm)입니다. 내경은 스케줄과 재료에 따라 달라지므로 중요한 작업에서는 제조업체의 사양을 확인해야 합니다. EPA의 우물 케이싱 표에는 2인치 케이싱이 피트당 0.16 갤런 (0.606 L)으로 나와 있으며, 이는 위의 표와 일치합니다.

자주 묻는 질문

파이프 부피를 계산하는 공식은 무엇입니까?

V = πr²h이며, r은 반지름(직경의 절반), h는 길이입니다. 파이프는 보통 직경으로 규정되므로 실용적인 형태는 V = π(d/2)²h입니다.

내경과 외경 중 어느 것을 사용해야 합니까?

파이프가 담을 수 있는 유체의 양을 구하려면 내경(ID)을 사용합니다. 외경(OD)은 중량 추정과 같이 파이프 벽 재료 자체의 부피를 구할 때 내경과 함께 필요합니다.

부피 결과를 갤런이나 리터로 어떻게 변환합니까?

변환 계수를 곱합니다. 1세제곱피트 (0.028 m³)는 7.48갤런 (28.3 L) 또는 28.32리터이고, 1세제곱인치 (16 cm³)는 0.0164리터입니다. 부피와 변환 계수가 같은 기본 단위(피트 또는 인치)를 사용하는지 확인해야 합니다.

파이프 안 액체의 중량은 어떻게 구합니까?

부피에 액체의 밀도를 곱합니다. 물의 무게는 갤런당 약 8.34 파운드 (3.78 kg)이므로, 물 100 갤런 (380 L)이 든 파이프의 무게는 약 834 파운드 (378 kg)입니다. 물이 가득 찬 파이프를 머리 위에서 받치는 구조 지지대에서는 이 점이 중요합니다.

파이프 벽 두께가 부피 계산에 영향을 미칩니까?

내경을 바꾸어 부피에 간접적으로 영향을 줍니다. 스케줄 40인 4인치 파이프의 내경은 4.026 인치 (10.2 cm)이지만, 호칭 크기가 같은 스케줄 80 파이프는 내경이 3.826 인치 (9.72 cm)로 부피가 약 10% 적은데, 스케줄 80은 벽이 더 두껍기 때문입니다.

유량은 파이프 부피와 어떻게 다릅니까?

부피는 고정된 용량이고, 유량은 단위 시간당 한 지점을 통과하는 유체의 양이며 Q = A × v로 구합니다. 예를 들어 2인치 파이프(단면적 약 3.14제곱인치)로 물이 초당 5피트 (1.5 m)의 속도로 흐르면 분당 약 49갤런 (185 L)을 공급합니다.

참고 자료

미국 국립표준기술연구소. NIST Guide to the SI, Appendix B.9: Factors for units listed by kind of quantity or field of science. 부피 환산 계수 — 세제곱피트, 세제곱인치, 미국 갤런을 세제곱미터로 나타낸 값이며, 나열한 변환의 근거입니다.
Wheatland Tube. Standard Pipe. 제품 안내서, ASTM A53 스케줄 40 및 80 표 — 스케줄 40 및 스케줄 80 강관의 외경, 내경, 피트당 무게.
미국 환경보호청 제4지역사무소. Groundwater Sampling. 작업 절차 LSASDPROC-301-R7 — 우물 부피 계산식과 우물 부피 세 배 이상을 퍼내는 최소 기준, 2인치 케이싱은 피트당 0.16 갤런 (0.606 L).
미국 지질조사국. A Million Gallons of Water - How much is it?. 물 과학 학교 — 물의 무게는 갤런당 약 8.34 파운드 (3.78 kg).

파이프 부피 계산기 - 원통형 파이프 용량 계산

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