🌊 Pipe Sizing 計算機

這個計算器可協助你算出：在指定的設計流速下，要輸送某一體積流量所需的管內徑。選對管徑，就能把流速控制在合理範圍內：管徑太小，摩擦損失與壓降會急遽上升；管徑太大，整套系統的成本又會不必要地墊高。它的計算基礎是連續方程式，也就是工程師用來設計給水、暖通空調（HVAC）與製程管線時所依據的同一套關係式。

流量 Q、流速 v 與流通截面積 A，透過連續方程式彼此相連：Q = A × v。由於圓形管的截面積為 A = \tfrac{π d^2}{4}，反解出管徑 d 即可得到：

其中 Q 為體積流量，單位為立方公尺每秒；v 為設計流速，單位為公尺每秒；d 則是管內徑，單位為公尺。本工具接受以 m³/h 為單位輸入的流量，並以 Q_{m^3/s} = Q_{m^3/h}/3600 換算，最後以毫米（mm）呈現管徑結果。

輸入管線必須輸送的流量（m³/h）與目標流速（m/s）。液體管線的常見設計流速大約落在 1–3 m/s。計算器會回傳所需的最小管內徑與流通截面積；實務上，你會再往上取到下一個標準管徑規格。

假設 Q = 36 m³/h、v = 2 m/s。先換算流量：Q = 36/3600 = 0.01 m³/s。所需截面積為

而管徑為

因此，你應選用大於或等於約 80 mm 的下一個標準管徑。

商用管道并非以每一种直径生产——它以标准化的公称尺寸供应。两种命名体系较为常见：公制的 DN（Diamètre Nominal，公称直径）和以英寸为基础的 NPS（Nominal Pipe Size，公称管径）。二者都是标称标签，而非实际内孔：对于给定尺寸，外径（OD）是固定的，而内径（ID）会随壁厚（管系号/schedule）变化。下表中的近似内径针对符合 ASME B36.10M 的 Schedule 40 钢管；更厚的管系号（例如 Sch 80）壁更厚，因此在相同公称尺寸下内径更小。在按计算所得直径选型时，务必使用你所用具体管系号对应的内径。

一旦计算器给出所需的内径，就向上取整到内径至少同样大的下一个标准尺寸——管道略大只会降低流速，而管道偏小则会提高流速、摩擦和噪声。请注意，塑料（PVC/PE）管和铜管采用各自的尺寸标准，因此即便公称标签相同，其内径也与上表中的钢管数值不同。

你所输入的设计流速是一种权衡。较高的流速可让你使用更小（更便宜）的管道，但会增加摩擦损失、泵送能耗、噪声和冲蚀。较低的流速可减少这些影响，但需要更大、更昂贵的管道，且可能导致固体沉积。下表中的范围反映了广泛采用的工程实践（例如针对 HVAC 水系统的 ASHRAE 指南，以及诸如 Crane Technical Paper 410 之类的通用管道手册）；它们是典型的起始参考点，而非硬性上限——你所在地的规范、流体以及项目规格具有优先地位。

作为经验法则，在能耗成本、噪声或冲蚀重要之处（例如持续运行或有人空间的系统）按范围的较低端选型，而在以尽量降低管道成本为优先、且流体清洁无磨蚀性之处则趋向较高端选型。对于气体和蒸汽，流速通常受可接受的压降和噪声限制，而非受某个固定值限制，因此应将这些数字视为宽泛的指导，并对照适用于你系统的标准加以确认。