파이프가 둥근 이유 5가지, 원형파이프의 장점

일반적으로 구조물에 많이 사용되는 사각파이프(Square Pipe)는 시중에서도 쉽게 구입할 수 있고, 유통도 많이 되고 있지만 원형파이프(Round Pipe)와는 비교할 수 없을 정도로 원형파이프의 사용량이 압도적으로 많습니다. 특히 유체나 기체가 흐르는 배관 파이프라인에서는 각파이프가 아닌 원형파이프만 사용되고 있다고 해도 과언이 아닌데요. 오늘은 파이프의 형상이 둥근 이유에 대해 소개해드리려고 합니다.

 

 

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파이프가 둥근 이유 5가지

 

1. 에너지 손실을 줄일 수 있습니다.

상수도관의 경우 만수로 송수됩니다. 쉽게말해 배관 안에 유체가 꽉 찬 상태로 흐른다는 말인데요. 이 경우 동일한 둘레를 가진 파이프라 하더라도 단면적이 넓은 형태의 파이프가 유리합니다. 아래 표를 확인해 보시죠.

 

위에 보이는 삼각형과 사각형, 육각형, 원형은 모두 둘레가 a로 동일합니다. 삼각형은 변이 3개이므로 한 변의 길이는 a/3가 되며, 사각형은 a/4, 육각형은 a/6가 됩니다. 동일한 둘레를 가진 파이프라 하더라도 형상에 따라 단면적은 달라지는데요. 삼각형이 0.048a제곱으로 가장 작고, 원형이 0.08a제곱으로 가장 큽니다. 이를 통수단면적이라고 하는데, 원형의 경우 통수단면적이 가장 넓으며, 마찰력 또한 최소화되어 에너지 loss를 최소화할 수 있습니다.

 

 

2. 재료비가 가장 적게 듭니다.

위에서 설명한 대로 동일한 둘레를 지닌 여러 형태 중 원형 모양의 통수단면적이 가장 큽니다. 반대급부적으로 생각해 보면 통수단면적을 동일하게 하기 위해서는, 삼각형> 사각형> 육각형> 원형 순서대로 사이즈가 커져야 하죠. 따라서 재료비만 비교해 보면 원형파이프가 가장 적게 발생합니다.

 

 

3. 응력집중이 잘 일어나지 않습니다.

 

단면이 삼각형, 사각형 등 다각형인 경우, 그 정점 부분에서 응력집중이 발생되기 쉽습니다. 따라서 해당 부분의 두께를 더욱 두껍게 만들어줘야 하는데요. 원형의 경우 응력집중이 발생되지 않기 때문에 좀 더 경제적이라고 볼 수 있습니다.

 

 

4. 취급이 용이합니다.

작은 사이즈의 파이프가 아닌 외경이 1미터 이상인 사이즈의 경우 다각형 파이프보다는 원형파이프가 취급하기 쉽습니다. 원형파이프는 지게차나 크레인 등 설비가 없을 경우 굴려서라도 옮길 수 있는 반면 다각형 파이프는 설비 없이 옮기는 게 불가능합니다.

 

 

5. 접합이 용이합니다.

배관파이프를 길게 연장할 때, 플랜지나 엘보와 같은 피팅자재들을 용접해야만 합니다. 원형에는 상하좌우가 없기 때문에 구멍에 맞춰 쉽게 접합할 수 있지만, 삼각형 파이프나 사각형 파이프라면 각도를 맞춰 접합해야 하는 번거로움이 발생합니다. 

 

삼각파이프, 시중에서 쉽게 찾아보기 힘들다.

 

이상으로 파이프가 둥근 이유 5가지에 대해 소개해드렸는데요. 이해하기 쉽게 삼각형, 육각형 파이프를 언급했는데 실제로는 거의 유통되지 않는 파이프들입니다. 설령 있다고 하더라도 JIS나 KS규격에서 규정되지 않았기 때문에 범용성이 없는 제품들입니다. 아래 관련 추천글도 확인해 보세요.

 

 

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