하젠-윌리엄스 공식(상수도관 유량) 계산기

압력관 안에서 물이 흐르는 유량과 유속을 구하는 경험식으로, 유량(㎥/s) = 0.278×C×D²·⁶³×S⁰·⁵⁴입니다(D: 안지름(m), S: 동수경사, C: 조도계수). 상수도·소방스프링클러 설계에서 널리 씁니다.

다르시-바이스바흐 방정식은 마찰계수를 반복계산(iteration)으로 구해야 해 정확하지만 계산이 복잡합니다. 하젠-윌리엄스는 조도계수 C 하나만 표에서 찾으면 바로 풀리는 경험식이라 실무에서 빠른 설계용으로 더 널리 쓰이지만, 상온의 물에만 맞고 정확도는 다소 떨어집니다.

관 재질과 경과연수로 정해지는 값으로, 매끄러운 새 PVC관은 150처럼 크고 부식되거나 침전물이 쌓인 오래된 관은 100 이하로 작아집니다. C가 클수록 마찰손실이 적어 같은 조건에서 유량이 늘어납니다.

관로 양 끝의 손실수두(m)를 관 길이(m)로 나눈 무차원 값입니다. 예를 들어 100m 관에서 손실수두가 0.5m면 동수경사는 0.005(0.5%)입니다.

매닝 공식(manning-flow)은 하수관·수로처럼 위가 열려 있어 대기압을 받는 개수로(open channel) 흐름을 다룹니다. 이 계산기는 상수도관처럼 완전히 채워져 압력을 받는 관(pressurized pipe) 흐름을 다룬다는 점이 다릅니다.