굴뚝 시스템 내의 연도 가스 흐름과 마찰 손실을 분석하십시오. 난로의 성능 극대화와 연기 역류 방지를 위해 굴뚝의 직경과 높이를 최적화하고 시스템의 효율성을 높이세요.
직관 길이, 내경, 연도 가스 온도, 가스 속도, 엘보 수, 연도 재질을 입력하세요. 계산기는 Darcy–Weisbach 방정식 ΔP = f × (L/D) × ρv²/2 로 압력 손실을 반환하며, 가스 밀도는 연도 온도에서의 이상 기체 법칙으로 구합니다: 200°C에서 약 0.746 kg/m³로 실온 공기보다 훨씬 가볍습니다.
마찰 계수 f는 유동 상태에 맞게 조정됩니다. 밀도, 속도, 직경으로 레이놀즈 수를 계산한 뒤, Re 2300 미만 층류에는 64/Re, Re 4000 이상 난류에는 Colebrook–White 방정식의 Swamee–Jain 근사식을 적용하고, 그 사이 전이 구간은 선형 혼합합니다. 재질은 벽면 조도로 반영됩니다: 스테인리스 라이너 0.045 mm, 매끄러운 강관 0.046 mm, 아연도금관 0.15 mm, 미마감 조적조 3.0 mm.
엘보는 등가 직관 길이로 환산합니다: 90° 굴곡은 관경의 3배, 45° 굴곡은 1.5배를 추가하므로 150 mm 관의 90° 엘보 2개는 0.9 m에 해당합니다. 작업 예시: 200°C·2 m/s 가스가 흐르는 5 m 스테인리스관의 마찰 손실은 약 1.65 Pa에 불과하지만, 동일 조건의 거친 조적조 관에서는 약 2.7 Pa로, 굴뚝이 생성하는 자연 드래프트에서 직접 차감됩니다.
벽면 조도 ε이 상대 조도 ε/D를 통해 Swamee–Jain 마찰 계수에 영향을 줍니다. 미마감 조적조의 3.0 mm는 스테인리스 라이너의 0.045 mm보다 60배 이상 거칩니다. 작업 예시의 레이놀즈 수(150 mm 연도에서 약 8,300)에서 마찰 계수는 약 0.033에서 0.054로 상승해 동일 구간 손실이 약 64% 증가합니다.
등가 길이법에 따릅니다: 90° 엘보는 직관 직경의 3배, 45° 엘보는 1.5배의 추가 직관 길이처럼 작용합니다. 150 mm 연도에서 90° 굴곡은 0.45 m, 45° 굴곡은 0.225 m를 추가한 뒤 Darcy–Weisbach 손실을 계산하므로, 45° 오프셋 2개는 이 모델에서 90° 엘보 1개와 동일한 비용이 됩니다.
짧고 매끄러운 수직 구간에서는 작습니다: 5 m 스테인리스 예시는 2 Pa 미만의 손실인 반면, 200°C 연도 온도의 5 m 굴뚝은 약 27 Pa의 자연 드래프트를 생성합니다. 그러나 손실은 길이에 비례하고 속도의 제곱에 비례해 증가하므로, 긴 수평 연결관, 과소 직경, 적층 엘보, 거친 조적조 라이너는 가용 드래프트에서 무시할 수 없는 비율을 잠식할 수 있습니다.