Water Pipe Sizing အေၾကာင္း

Mechanical Systems ေတာ္ေတာ္မ်ားမ်ား မွာ ေရပိုက္ေတြ ပါဝင္ပါတယ္။ ဒါေၾကာင့္ ပိုက္အရြယ္အစား ေရြးခ်ယ္ရတဲ့ Pipe Sizing က Mechanical Engineer ေတြ လႊဲေရွာင္လို႔ မရတဲ့ Task တစ္ခု ျဖစ္ပါတယ္။ ဒီတစ္ပါတ္ေတာ့ Water Pipe Sizing အေၾကာင္း ကုိ ျပန္လည္ တင္ျပ ေပးမွာျဖစ္ပါတယ္။

Introduction: MEP Systems & Water Pipes

1.A. Pipe Flow Application



• Pipe Flow Application ေတြ ကို အသံုးခ်တဲ့နည္း ေပၚမူတည္ၿပီး ၾကည့္မယ္ ဆိုရင္ အေျခခံအားျဖင့္ ႏွစ္မ်ိဳးႏွစ္စား ေတြ႕ရမွာ ျဖစ္ပါတယ္။
  1. Pump Assisted Flow: Mechanical Equipments (Pumps ေရတင္စက္၊ ေရစုတ္စက္ ) ေတြ ကို အသံုးျပဳ ၿပီး ေရေတြ ကို စုတ္ယူ ပို႔လႊတ္ တဲ့ စနစ္။
  2. Gravity Flow: ကမာၻ႕႔ေျမဆြဲအား Gravity ကို အသံုးခ်ၿပီး ေရေတြကို စီးဆင္း ေစတဲ့ စနစ္။
• Pump Flow ေတြ ကေတာ့ ေရဖိအားနဲ႔ စီးရတဲ့ Pressurized Flow ေတြ ျဖစ္ပါတယ္။ Gravity Flow ေတြ ကေတာ့ အသံုးခ်တဲ့ အေပၚမူတည္ ၿပီး Pressurized Flow (or) No-Pressure Flow ျဖစ္ႏိုင္ပါတယ္။

1.B. Pressurized Flow in Mechanical Systems

• ေရဖိအား နဲ႔ စီးရတဲ့ Pressurized Flow ကို ၾကည့္မယ္ ဆိုရင္ လည္း ႏွစ္မ်ိဳး ခြဲျခားႏိုင္ပါတယ္။
  1. One-Way Flow : တစ္ေနရာ ကေန တစ္ေနရာ ကို ပို႔တဲ့ တစ္ဖက္သြား ေရစီး။ Pump Assisted Pressure (or) Gravity Pressure တစ္ခုခု ျဖစ္ႏိုင္ပါတယ္။
  2. Loop Flow (Circulation) : ျပန္လွည့္ လည္ေနတဲ့ ေရစီး ပတ္လမ္း။ Open Loop (or) Closed Loop, 100% Loop (or) Partial Loop စသည္ျဖင့္ ျဖစ္ႏိုင္ၿပီး Pump Assisted Pressure ကို အသံုးခ်ရေလ့ ရွိပါတယ္။
• ေတြ႕ရေလ့ ရွိတဲ့ Pressurized Flow Systems ေတြ ကေတာ့။
  1. HVAC System: Chilled Water, Condenser Water, Hydronic Systems, etc.
  2. Domestic Water Supply System: Cold water supply, Hot water supply, etc.
  3. Sanitary Drainage & Sewerage: Ejector Pump Discharge Pipes
  4. Industrial Utilities (Water): Process Water, Process Cooling water, Deionized (DI) Water, Ultra Pure Water, etc.
  5. Water Based Fire Protection Systems: Sprinkler System, Standpipe (or) Rising Mains & Hose-reel Systems, Fire Hydrants, etc.

1.C. No-Pressure Gravity Flow

• ေရစြန္႔ထုတ္တဲ႔ စနစ္ေတြ ျဖစ္တဲ့ Drainage System အမ်ိဳးမ်ိဳး ပါဝင္ ပါတယ္။ No-pressure system ဆိုတာ က ခြဲျခားရလြယ္ေအာင္ သာ ေျပာရတာျဖစ္ပါတယ။ Flow Pressure ကေတာ့ အထိုက္အေလ်ာက္ ရွိတတ္ပါတယ္။ တစ္ခါတစ္ရံ Impact Force လည္းရွိတတ္ပါတယ္။ ဒါေၾကာင့္ Pipe, Fitting & Pipe Support Systems ေတြ ေရြးခ်ယ္ ဒီဇိုင္းလုပ္တဲ့ အခါ သတိထားရပါတယ္။ ပိုက္အရြယ္အစား တြက္ခ်က္တဲ့ အခါမွာ Pressure က အဓိက ေနရာ က မပါတာ နဲ႔ လိုအပ္တဲ့ Pressure ရေအာင္ တမင္ လုပ္မေပးရတာ ေတြ ပဲ ရွိပါတယ္။
• အၾကမ္းအားျဖင့္ Vertical Flow နဲ႔ Gradient Flow ေတြ ပါဝင္ပါတယ္။ Drainage System အမ်ားစု က Siphon လို႔ ေခၚတဲ့ ေရကဲ့ျပြန္ေကာက္ နိယာမ မ်ိဳး မျဖစ္ေစဘို႔ ဒီဇိုင္း လုပ္ထားတဲ့ Anti-siphonage System ေတြ ျဖစ္ၿပီး အခ်ိဳ႕ Storm Water Discharge System ေတြ မွာေတာ့ ေရစီးအား ကို အဆျမွင့္ေပးဘို႔ အတြက္ Siphon နိယာမ တမင္တကာ ရေအာင္ လုပ္ထား တဲ့ Siphonage System ေတြ လည္း ရွိႏိုင္ပါတယ္။
• ကမာၻေျမ ဆြဲအား ကို အသံုးခ် တဲ့ No-Pressure Gravity Flow နမူနာ ေတြ ကေတာ့။
  1. HVAC: Condensate Drainage
  2. Sanitary Plumbing: Drainage & Sewerage Systems (Foul Water)
  3. Rain Water (Storm Water) & Surface Drainage : Conventional (or) Siphonic
  4. Other Drainage Systems



1. Fundamentals: Water Properties & Pipe Flow Basics
   2.A. Water Properties
   
   • Water Properties ေတြက အပူခ်ိန္ ကို လိုက္ၿပီး အနည္းငယ္ အေျပာင္းအလဲ ရွိပါတယ္။ တြက္ခ်က္တဲ့ အခါ အမ်ားအားျဖင့္ Standard Condition Value ေတြ ကို အသံုးခ် ႏိုင္ရင္ပဲ လုံေလာက္ေလ့ ရွိပါတယ္။
   • Density
     S.I : 1.0 kg/liter ( 1,000 kg/m³ )
     I.P: 8.34 lbm/us-gal (62.42 lbm/ft³)
   • Pressure
     Standard Atmospheric pressure (atm) နဲ႔ ယွဥ္ၾကည့္မယ္ ဆိုရင္။
     1 atm = 14.696 psia = 101,325 Pa = 33.91 ft of water= 10.33 m H2O
   • Thermal Properties
     
     • I.P (USCS) Units
       Specific Heat Capacity (Cp): 1 BTU/#.ºF
       Latent Heat of Fusion (water-to-ice) at 32ºF : 144 BTU/#
       Latent Heat of Vaporization (water-to-vapor) at 212ºF : 970 BTU/#
       Latent Heat of Vaporization (water-to-vapor) at 95ºF : 1,040 BTU/#
       ေရရဲ့ သဘာဝ ကို အၾကမ္းအားျဖင့္ တြက္ၾကည့္ရင္ ေအာက္က Formula ကို ရပါတယ္။
       RT = gpm x ΔT / 24
       
       gpm (gal/min) x ΔT (ºF)x 60 (min/h) x 8.34 (#/gal) x 1 (BTU/#.ºF) = 500 x gpm x ΔT (BTU/h)
       
     • S.I Units
       Specific Heat Capacity (Cp): 4.187 kJ/kg.K [ 1 kcal/kg.ºC ]
       Latent Heat of Fusion (water-to-ice) at 0ºC : 334 kJ/kg
       Latent Heat of Vaporization (water-to-vapor) at 100ºC : 2,256 kJ/kg
       Latent Heat of Vaporization (water-to-vapor) at 35ºC : 2,420 kJ/kg
   
   
   2.B. Pipe Material / Standard
   
   • Pipe Material ေတြက အမ်ားႀကီးပါ။ သံုးရမဲ့ Application ရဲ့ လိုအပ္ခ်က္ ေတြ ကိုလိုက္ၿပီး Pipe Material ကို ေသခ်ာ စိစစ္ေ႐ြးခ်ယ္ ရပါတယ္။ စဥ္းစားရမဲ့ အခ်က္ေတြ ကေတာ့၊
     • Internal Pressure (အတြင္းမွာ ႐ွိတဲ့ Fluid ရဲ့ ဖိအားဒါဏ္ ကို ခံႏိုင္ဘို႔)
     • External Loads from Backfill & Traffic (အျပင္က ဖိအား ဒါဏ္ေတြ၊ ဥပမာ ေျမဘို႔တဲ့ ဒါဏ္ေတြ၊ ကားေတြျဖတ္မဲ့ ဒါဏ္ေတြ ႐ွိရင္ ခံႏိုင္ဘို႔)
     • Internal Smoothness (အတြင္းသား ေခ်ာမြတ္မႈ)
     • Corrosion Resistance (တိုက္စားမႈဒါဏ္ ခံႏိုင္ရည္။)
     • Chemical Inertness (အထဲက Fluid နဲ႔ လြယ္လြယ္ကူကူ ဓာတ္မျပဳ ႏိုင္မႈ စြမ္းရည္။)
     • No Pollution: အထဲမွာ ရွိတဲ့ Fluid ကို Pollution မျဖစ္ေစရပါဘူး။
     • Methods of Joints (ပိုက္ဆက္ နည္း။)
     • Cost (ကုန္က်စရိတ္။)
     • Other Factors (အျခား အခ်က္အလက္ မ်ား။)
   • အဓိက ေတြ႔ႏိုင္တဲ့ Pipe Material အမ်ိဳးအစားေတြ ကေတာ့
     1. သတၳဳပိုက္ ေတြျဖစ္တဲ့ Copper/Brass, Steel (Black Steel, Galvanized Steel, Stainless Steel, etc.), Cast-Iron, Ductile Iron, etc. ေတြ
     2. ပလတ္စတစ္ ပိုက္ေတြျဖစ္တဲ့ PVC, ABS, PPR, PVDF, etc.
     3. ေျမ၊ ကြန္ကရစ္ ကို အေျခခံတဲ့ Vitrified Clay (ေျမအုတ္ၾကြတ္ ပိုက္) , Concrete (ကြန္ကရစ္ ပိုက္) , etc.
     4. တစ္ခါတစ္ရံမွာ Fluid နဲ႔ သင့္ေတာ္တဲ့ Lining ခံထားတဲ့ ပိုက္မ်ိဳး ကိုလည္း ေတြ႕ႏိုင္ပါေသးတယ္။ (e.g. PVDF Lined steel pipe, Concrete-lined Ductile Iron Pipe, etc.)
   • သံုးရမဲ့ လိုအပ္ခ်က္ နဲ႔ စံခ်ိန္စံညႊန္း သတ္မွတ္ ႏိုင္ဘို႔ Standard ေတြသတ္ မွတ္ထားပါတယ္။ ဥပမာ အားျဖင့္ ။ ။U.S (ASTM, API), UK (B.S), Japan (JIS), Australia (AU), Singapore (SS). ေတြပါ။ တစ္ခ်ိဳ႕ Standard ေတြက Cross-Reference လို႔သတ္မွတ္ လို႔ရေအာင္ အ႐ြယ္အစား စံခ်ိန္စံညႊန္း သတ္မွတ္ခ်က္ တူတတ္ ေပမဲ့ အခ်ိဳ႕ကေတာ့ အ႐ြယ္အစား မတူပါဘူး။ ဆိုလိုတာက ၁ လက္မပိုက္ခ်င္း တူေပမဲ့ လံုးပတ္၊ အထူ ကြာတာမ်ိဳးပါ။
   • Standard တစ္မ်ိဳးခ်င္း အတြင္း မွာကိုပဲ ပိုက္ေတြ ရဲ့ အထူအပါး၊ လံုးပတ္ နဲ႔ Pressure ဒါဏ္ခံႏိုင္ရည္ ေပၚ မူတည္ၿပီး Class / Type ေတြ ခြဲျခားထားပါ ေသးတယ္။ ဥပမာ။ ။ Steel Pipes (Schedule 10, 20, 30, 40, 80, XS, ST); Copper Pipes (Type K, L, M in ASTM, Type X, Y, Z in B.S)
   
   
   2.C. Pipe Sizing Considerations
   • Pressurized (including Gravity Pressure) Flow ေတြ ကို ၾကည့္မယ္ ဆိုရင္ ဘယ္ Mechanical Systems ေအာက္မွာ ပဲရွိရွိ အေျခခံ လိုအပ္ခ်က္ ေတြ ကေတာ့ အတူတူ ပါပဲ။
     1. Sufficient Pressure & Flowrate: လိုအပ္တဲ့ အခ်ိန္ မွာ လိုအပ္တဲ့ ေရစီးအား (သို႔) ေရထြက္အား နဲ႔ ေရဖိအား ရရွိႏိုင္ဘို႔။
     2. Limit Pressure Loss : ေရဖိအား ဆံုးရႈံးမႈ ကို ထိန္းႏိုင္ဘို႔။
     3. Limit Flow Speed (Velocity) : ေရစီး ႏႈန္း အလ်င္ ကိုထိန္းႏိုင္ဘို႔။
   • ဒီသံုးခ်က္ က တစ္ခု နဲ႔ တစ္ခု အျပန္အလွန္ ဆက္စပ္ေန သလို ေရြးခ်ယ္မဲ့ ပိုက္အမ်ိဳးအစား နဲ႔ အရြယ္အစား ေပၚမွာ လည္း မူတည္ျပန္ ပါတယ္။ ဒါေၾကာင့္မို႔ Pipe Sizing ဆိုတဲ့ ပိုက္အရြယ္အစား ေရြးခ်ယ္ျခင္း ဆိုတာ လိုအပ္လာတာ ျဖစ္ပါတယ္။
   • Piping System ေတြ ဒီဇို္င္း လိုအပ္ခ်က္ အမီ အလုပ္ လုပ္ႏိုင္ဘို႔ အတြက္ သတ္မွတ္ထားတဲ့ ေနရာ (သို႔) Appliances ေတြမွာ ဒီဇိုင္းလုပ္ထားတဲ့ အတိုင္း Flowrate နဲ႔ Pressure ရရွိဘို႔ လိုအပ္ပါတယ္။
   • လိုအပ္တဲ့ Design Pressure ရဘို႔ေရာ။ Pump အရြယ္အစား နဲ႔ Energy Consumption ကို သက္သာေအာင္ ထိန္းသိမ္း ႏိုင္ဘို႔ အတြက္ ပါ လိုအပ္တာ က Pressure Loss ကို ထိန္းႏိုင္ဘို႔ ျဖစ္ပါတယ္။
   • သံုးထားတဲ့ ပိုက္ေတြ ေရရွည္ ခံေအာင္ (Corrosion နည္းေအာင္) နဲ႔ Noise & Vibration ေတြကို ထိန္းႏိုင္ဘို႔ အတြက္ က Flow Velocity ကို ထိန္းႏိုင္မွ ျဖစ္မွာပါ။
   • Pipe Sizing ေတြ လုပ္ေတာ့မယ္ ဆိုရင္ ေတာ့ ဒီအခ်က္ေတြ ကို အရင္သတ္မွတ္ ရမွာ ျဖစ္ပါတယ္။
     1. Pipe Material & Standard
     2. Required Flowrate
     3. Allowable Friction Loss
     4. Allowable Flow Velocity
   • ဒါေတြ ကို ရၿပီ ဆိုရင္ေတာ့ နည္း ႏွစ္နည္း နဲ႔ ပိုက္အရြယ္အစား ေရြးခ်ယ္ႏိုင္ပါတယ္။
     1. Using Pipe Friction Charts
     2. By Calculations
   • ေနာက္ပိုင္းမွာ System တစ္ခုစီ အလိုက္ ဘယ္လို စဥ္းစားရမလဲ ဆိုတာ ကို ဆက္လက္ တင္ျပေပးမွာ ျဖစ္ပါတယ္။
   
   
   2.D. Basic Calculations
   
   1. Pipe Area (A)
      Pipe Area တြက္တာကေတာ့ ရိုးရိုးစက္ဝိုင္း ဧရိယာ ရွာတဲ့ ပံုေသနည္း ကို ပဲ သံုးတာပါ။
         A= 0.25 x π x d²
      
      သတိထားရန္။ ။ d က Internal Diameter ျဖစ္ရပါမယ္။ Pipe Standard ေပၚမူတည္ ၿပီး ကြာျခားမႈ ရွိပါတယ္။
   2. Area (A), Flowrate (Q) and Velocity (V) Relationship
      Basic Unit ေတြ ကို အတူတူ သံုးထားမယ္ ဆိုရင္ေတာ့ ရိုးရွင္းတဲ့ Flowrate = Area x Velocity (or) Q = A x V လို႔ေတြ႕ရမွာ ျဖစ္ပါတယ္။ မဟုတ္ရင္ေတာ့ Unit ေတြ ကိုပါ ညွိေပးရပါမယ္။ ပိုက္ အ႐ြယ္အစား အလြယ္ တြက္ခ်က္ ႏိုင္မဲ့ ပံုေသနည္း အခ်ိဳ႕ ကို ဆက္လက္ ေဖာ္ျပ ေပးပါမယ္။
      
      • I.P (USCS) Units
        
           Q = 2.45 x d² x V
        where Q (US gpm), d (in) and V (ft/s)..
        [ 0.25 x π x d² (in²) x V (ft/s) x { 60 (s/min)} x { 12 (in/ft) } x { (1 / 231)(U.S gal / in³)} ]
        
      • S.I Units
        
            Q = 0.0471 x d² x V
        where Q (l/min), d (mm) and V (m/s)...
        [ 0.25 x π x d² (mm²) x V (m/s) x { 60 (s/min)} x { (1/1000)² (m/mm)²} x { 1,000 (l/m³)} ]
   3. Pipe Frictions
      
      • ပိုက္အရြယ္အစား ေရြးခ်ယ္ႏိုင္ ဘို႔အတြက္ Pipe Friction Charts သံုးတဲ့နည္း နဲ႔ Calculation Formula ေတြ သံုးၿပီး တြက္ထုတ္တဲ့ နည္း ႏွစ္ခု အနက္ Pipe Friction Chart သံုးတဲ့ နည္းက ေတာ့ ပိုမိုရိုးရွင္း လြယ္ကူပါတယ္။
      • Calculation Formula ေတြ သံုးၿပီး တြက္ထုတ္တဲ့ နည္း မွာလည္း နည္းႏွစ္နည္း ရွိျပန္ပါတယ္။
      • အနီးစပ္ ဆံုး ခန္႔မွန္း ႏိုင္တာ ကေတာ့ ပထမနည္း ျဖစ္တဲ့ Darcy-Weisbach Equation ျဖစ္ၿပီး တြက္နည္း ကေတာ့ Iterative (အထပ္ထပ္ျပန္တြက္ရတဲ့ နည္း) မို႔ ႐ႈတ္ေထြးပါတယ္။ ဒါ့အျပင္ Fluid Dynamic Properties ေတြ ကို ေတာ္ေတာ္ သံုးရပါတယ္။ Viscousity, Reynold Number, Friction Factors စသည္ျဖင့္ပါ။
      • ဒုတိယနည္း ကေတာ့ Sprinkler Systems Water Distribution နဲ႔ Irrigation Systems ေတြမွာ အသံုးမ်ား တဲ့ Hazen-Williams equation ပါ။ Darcy-Weisbach Equation ေလာက္မတိက် ေပမဲ့ ပိုက္ အ႐ြယ္အစား ငယ္ငယ္ ေတြမွာ သိပ္မကြာလွ တာရယ္၊ တြက္ခ်က္ရ လြယ္ကူတာရယ္ ေၾကာင့္ သံုးစြဲၾကတာ ျဖစ္ပါတယ္။
      • ဒါလို ႐ႈတ္ေထြးတဲ့ တြက္နည္း ေတြကို ေလွ်ာက္ေရး ေနမွာ မဟုတ္ပဲ ဘယ္လို လြယ္လြယ္ တြက္မယ္၊ အသံုးခ်ရ မယ္ဆိုတာကို ပဲ ေဖာ္ျပေပးမွာပါ။
   4. Total Pressure Loss
      
      
      Total Pressure Loss = Static Pressure Loss + Total Friction Loss + Velocity Pressure
      
      Total Friction Loss = Pipe Friction Loss + Fitting Pressure Loss
      
      
      • Fitting Pressure Loss ကို နည္းႏွစ္နည္း ထဲ က သင့္ေတာ္ရာ တစ္နည္း နဲ႔ ခန္႕မွန္းႏိုင္ပါတယ္။
        1. Method 1: Equivalent Pipe Length (or)
        2. Method 2: Dynamic Loss Factor (K) ΔP= K x [ V² / (2 g) ]
      • Friction Loss ေတြ ကို သင့္ေတာ္သလို ေပါင္းတဲ့ အခါ Circuit Loss တြက္သလို အေျခခံ ေတြ ကို သတိထားဘို႔ လိုအပ္ပါတယ္။
        Series R = R1 + R2 + R3 + …
        Parallel R = 1 / [ (1/R1) + (1/R2) + (1/R3) + …]
        အမ်ားအားျဖင့္ေတာ့ Pressure Loss အမ်ားႏိုင္ဆံုး Path တစ္ခု ကိုေရြးၿပီး Series တြက္တာပါ။
   5. Pipe Weight per Unit Length (for Pipe Support)
      • ပိုက္ေတြရဲ့ အေလးခ်ိန္ ကို သတိထားဘို႔ ပါ။ အခ်ိဳ႕က အေလးခ်ိန္ ကို ပဲ စဥ္းစားၿပီး ပိုက္ရဲ့ အေလးခ်ိန္ ကို ေမ့ တတ္ပါတယ္။ အခ်ိဳ႕က ေတာ့ ပိုက္ရဲ့ အေလးခ်ိန္ ကို ပဲ စဥ္းစားၿပီး ေရရဲ့ အေလးခ်ိန္ ကို ေမ့က်န္တတ္ ျပန္ပါတယ္။ ႏွစ္ခုစလံုး က ေမ့ထားလို႔ မရပါဘူး။ အမ်ားအားျဖင့္ Pipe Standard အလိုက္ Water Weight and Pipe Weight ေတြ ကို အသင့္ ရႏိုင္ ပါတယ္။ (မရွိရင္ တြက္လို႔လည္း ရပါတယ္။ Water Weight = Volume x Density)
      • စာေရးသူ။ ။ HVAC Piping ေတြ အတြက္ မွီျငမ္းစရာ အလြယ္မရွိတဲ့ အေျခအေန မွာ အၾကမ္းခန္႔မွန္းတဲ့ အခါ ေရရဲ့ အေလးခ်ိန္ ကို တည္ Insulation မပါရင္ 2 နဲ႔ Insulation ပါရင္ 2.5 ေလာက္နဲ႔ ေျမွာက္ၿပီး weight/unit length ကို ေပးပါတယ္။ ၿပီးရင္ ဒါက အၾကမ္းေပးတာ ျဖစ္ေၾကာင္း ျပန္ၿပီး Confirm လုပ္မဲ့ အေၾကာင္းပါ ေျပာေလ့ရွိပါတယ္။
      • ေအာက္မွာ ပိုက္ထဲမွာ ရွိတဲ့ ေရရဲ့ အေလးခ်ိန္ (ပိုက္အေလးခ်ိန္ မပါ) တြက္နည္းေတြ ကို ေဖာ္ျပလိုက္ပါတယ္။
      • ေရ အေလးခ်ိန္ ( I.P (USCS) Units)
        
            W = 0.3404 x d²
        where W (lbm/ft) and d (in)...
        [0.25 x π x d² (in²) x { 1/144 (ft²/in²) } x 1 (ft/ft) x { 62.42 (lbm / ft³)}]
        
      • ေရ အေလးခ်ိန္ ( S.I Units)
        
           W = d² / 1,273
        where W (kg/m) and d (mm)...
        [0.25 x π x d² (mm²) x { (1/1000)² (m/mm)²} x 1 (m/m) { 1,000 (kg/m³)}]
      • ပိုက္ရဲ့ အေလးခ်ိန္ ကို Catalogue ေတြကေန ရွာၾကည့္ႏိုင္ပါတယ္။ Carbon Steel Pipe ဆိုရင္ ေတာ့ သူ႔ရဲ့ Specific Gravity က 7.85 ေလာက္ရွိပါတယ္။ (ဆိုလိုတာက ထုထည္တူရင္ ေရထက္ ၇.၈၅ ဆပိုေလးပါတယ္။) ပိုက္အရြယ္အစား နဲ႔ အထူသိရင္ အေလးခ်ိန္ ကို အလြယ္တကူ တြက္ယူ ႏိုင္ပါတယ္။ [ Eqn: π x d_mean x t x Water Density x 7.85 ]
   
   
2. HVAC Systems: Water Pipe Sizing
   3.A. Flowrate
   
   • Chilled Water Piping ေတြ အေၾကာင္း ေျပာတဲ့အခါ Flowrate ကို ဒီလို အလြယ္ ေျပာေနၾကတာ ေတြ႕ႏိုင္ပါတယ္။
     1. Chilled Water Flowrate: 2.4 gpm/ton
     2. Condenser Water Flowrate: 3.0 gpm/ton
   • ဒါကို 3.785 litre/us gal နဲ႔ ေျမွာက္ရင္ Liter/min.USRT ရပါမယ္။
   • ဒါက အေျခအေန အားလံုးအတြက္ မွန္တာေတာ့ မဟုတ္ပါဘူး။ ARI 550 Condition နဲ႔ ဒီဇိုင္းလုပ္ထားတဲ့ Standard Centrifugal Chiller Configuration အတြက္ပဲ မွန္တာပါ။ သူ႕ရဲ့ Chilled Water ΔT: 10ºF (5.6ºC) ျဖစ္ပါတယ္။ အထက္မွာ ေဖာ္ျပခဲ့တဲ့ RT = gpm x ΔT / 24 ကိုသံုးတာပါပဲ။
   • Chilled Water ကေတာ့ အမွန္တကယ္ Design ΔT အတြက္ အခ်ိဳး ေျပာင္းျပန္ ျပန္ခ်ယူရမွာ ျဖစ္ပါတယ္။ ဥပမာ။ ။ ΔT: 15ºF ဆိုရင္ 2.4 x (10 / 15) = 1.6 gpm ပါ။ ဒါေၾကာင့္ ပိုက္အရြယ္အစား ေသးေအာင္ နဲ႔ Chiller Performance တက္ေအာင္ Chilled Water ΔT ကို ျမွင့္ၿပီး ဒီဇိုင္း လုပ္တတ္ၾကတာ လည္းျဖစ္ပါတယ္။ (တစ္ျပိဳင္တည္းမွာ Air Side Equipments ေတြရဲ့ Water Coil ပိုၾကီးဘို႔ လိုအပ္တာနဲ႔ ျပန္လည္မွ် ယူရပါတယ္။)
   • Condenser Water Flowrate ကိုေတာ့ Vapor Compression Cycle သံုး Chiller ေတြမွာ အမ်ားအားျဖင့္ 3.0 gpm/ton အသံုးျပဳေလ့ရွိပါတယ္။ အျခား Condenser ေတြအတြက္ ကို ေတာ့ ARI 550 ကို ျပန္မွီျငမ္းရပါမယ္။ (Tips: It is related to COP.)
   • Open Evaporative Cooling Tower မွာ 94 ºF ေရကို ΔT: 10ºF ခ်ေပးဘို႔ အတြက္ Cooling Tower မွာ အေငြ႕ပ်ံရမဲ့ အေရအတြက္ က ေတာ့ 10ºF x 1 (BTU/#.ºF) / 1,040 (BTU/#) 1% ေလာက္ ျဖစ္ပါတယ္။ တစ္ျပိဳင္တည္း မွာပဲ ေလကပါ Sensible Cooling ေပးမွာမို႔ Evaporation Loss က 0.8% ေလာက္ပဲရွိပါတယ္။ အခုေခတ္ Cooling Tower ေတြရဲ့ Drift Loss ကလည္း 0.1% ေလာက္ပဲ ရွိပါတယ္။ Chemical Concentration တက္မလာ ေအာင္ လုပ္ဘို႔ပါ တြက္ရင္ 1.5% of Circulation Flow ဆိုရင္ လံုေလာက္ပါတယ္။ 3 gpm x 1.5% = 0.045 gpm/RT
   • In Summary:
     
     • Chilled Water: gpm = 24 x RT / ΔT
     • Condenser Water: gpm = 3 x RT (for chiller with vapor compression cycle)
     • Cooling Tower Makeup: gpm = 0.05 x RT
     • Condensate: gpm – calculate from dehumidifying process
   
   
   3.B. Flow Velocity & Pressure Loss
   
   • သံုးထားတဲ့ ပိုက္ေတြ ေရရွည္ ခံေအာင္ (Corrosion နည္းေအာင္) နဲ႔ Noise & Vibration ေတြကို ထိန္းႏိုင္ဘို႔ အတြက္ က Flow Velocity ကို ထိန္းႏိုင္မွ ျဖစ္မယ္ လို႔ ေျပာခဲ့ ပါတယ္။ သင့္ေတာ္တဲ့ Flow Velocities ေတြနဲ႕ ပတ္သက္တဲ့ Reference ႏွစ္ခု ကိုေအာက္မွာ ေဖာ္ျပထားပါတယ္။
   • Recommended Maximum Velocities for Closed (Pressurized) Systems.

     Service	Velocity Range
     	S.I (m/s)	I.P (fps)
     Pump Discharge	2.4 to 3	8 to 12
     Pump Suction	1.2 to 2	4 to 7
     Drain Line	1.2 to 2	4 to 7
     Header	1.2 to 4.5	4 to 15
     Riser	1 to 3	3 to 10
     General Service	1 to 3	5 to 10
     City Water	1 to 2	3 to 7

   • Recommended Maximum Velocities to prevent Erosion [ ေရတိုက္စား မႈဒဏ္ ခံႏိုင္ဘို႔ အတြက္ ]
     

     Normal Annual Operating Hours	Maximum Recommended Water Velocity
     	I.P (fps)	S.I (m/s)
     1,500	12	3.6
     2,000	11.5	3.5
     3,000	11	3.3
     4,000	10	3
     5,000	9	2.7
     8,000	8	2.4

   
   
   3.C. Quick Pipe Sizing
   
   • အသံုးမ်ားတဲ့ ပိုက္ကေတာ့ Black Steel Pipe ျဖစ္ပါတယ္။ Condenser Water အတြက္ Black Steel Pipe ကို Galvanized လုပ္ၿပီးလည္း သံုးေလ့ရွိပါတယ္။
   • Recommended Sizing Criteria

     Service	ΔP*	Velocity
     		(m/s)	( ft/s )
     Chilled Water	< 40	< 2.4	< 8.0
     Condenser Water	< 50	< 2	< 6.6

     ΔP* - (mm Aq/m) or (ft.wg/1000 ft)
     Velocity ကိုဒီထက္ ပိုတိုးခ်င္ရင္ အထက္မွာ ေပးထားတဲ့ Recommended Maximum Velocities Criteria ေတြနဲ႔ ျပန္ၿပီး ႏိႈင္းယွဥ္ Justify လုပ္ႏိုင္ပါတယ္။ စာေရးသူ အျမင္အရ အေပၚက ေပးထားတဲ့ Recommended Sizing Criteria: Velocity ေတြနဲ႔ ေရြးတာက သူ႔ထက္ Velocity ပိုယူၿပီး ပိုက္အရြယ္အစား ေသးလိုက္တာထက္ စာရင္ Friction Loss (and Pump Power) ပိုနည္း တာမို႔ Energy Efficient ျဖစ္ပါတယ္။
     Chilled Water က Total Closed Loop ျဖစ္ၿပီး Condenser Water ထက္စာရင္ Chemical Concentration အတက္အက် နည္းၿပီး Corrosion လည္း ပိုနည္းပါတယ္။ ဒါေၾကာင့္ သူ႕ရဲ့ Flow Velocity ကို အနည္းငယ္ ပိုယူႏိုင္ပါတယ္။ အျခားတစ္ဘက္ မွာေတာ့ Condenser Water Pipe ရဲ့ Friction Loss Factor ကို Chilled Water Pipe ထက္ ပိုယူႏို္င္ပါတယ္။ ေအာက္က ဇယားႏွစ္ခု မွာ ယွဥ္ၾကည့္ႏိုင္ပါတယ္။
     
   • Chilled-Water Pipe Sizes
     

     Pipe Size		Pipe Sch.	Internal Diameter	SI Units			IP (USCS)			(USRT) @ ΔT=10ºF
     				Flowrate	Vel.	ΔP	Flowrate	Vel.	ΔP
     ( in)	( mm)		( in)	( l/min)	( m/s)	( mm/m)	( gpm)	( ft/s)	(ft/100')
     3/4"	20	40	0.824	15	0.7	40	4	2.4	4.0	1.7
     1"	25	40	1.049	27	0.8	40	7	2.6	4.0	2.9
     1-1/4"	32	40	1.38	56	1.0	40	15	3.2	4.0	6.3
     1-1/2"	40	40	1.61	84	1.1	40	22	3.5	4.0	9.2
     2"	50	40	2.067	160	1.2	40	42	4.0	4.0	17.5
     2-1/2"	65	40	2.469	260	1.4	40	69	4.6	4.0	28.8
     3"	80	40	3.068	460	1.6	40	120	5.2	4.0	50
     3-1/2"	90	40	3.548	675	1.8	40	180	5.8	4.0	75
     4"	100	40	4.026	940	1.9	40	250	6.3	4.0	104
     5"	125	40	5.047	1,700	2.2	40	450	7.2	4.0	188
     6"	150	40	6.065	2,700	2.4	38	710	7.9	3.8	296
     8"	200	30	8.071	4,800	2.4	28	1,260	7.9	2.8	525
     10"	250	30	10.136	7,590	2.4	21	2,000	7.9	2.1	833
     12"	300	30	12.09	10,800	2.4	17	2,850	8.0	1.7	1,188
     14"	350	30	13.25	12,970	2.4	15	3,420	8.0	1.5	1,425
     16"	400	30	15.25	17,180	2.4	13	4,540	8.0	1.3	1,892
     18"	450	ST	17.25	22,000	2.4	11	5,800	8.0	1.1	2,417
     20"	500	ST	19.25	27,370	2.4	10	7,230	8.0	1.0	3,013
     22"	550	ST	21.25	33,360	2.4	9	8,800	8.0	0.9	3,667
     24"	600	ST	23.25	40,000	2.4	8	10,550	8.0	0.8	4,396

     
     
   • Condenser-Water Pipe Sizes
     

     Pipe Size		Pipe Sch.	Internal Diameter	SI Units			IP (USCS)			(USRT) @ *STD
     				Flowrate	Vel.	ΔP	Flowrate	Vel.	ΔP
     ( in)	( mm)		( in)	( l/min)	( m/s)	( mm/m)	( gpm)	( ft/s)	(ft/100')
     3/4"	20	40	0.824	16	0.8	50	4	2.5	5.0	1.4
     1"	25	40	1.049	30	0.9	50	8	2.9	5.0	2.6
     1-1/4"	32	40	1.38	63	1.1	50	17	3.6	5.0	5.5
     1-1/2"	40	40	1.61	95	1.2	50	25	4.0	5.0	8.4
     2"	50	40	2.067	180	1.4	50	48	4.5	5.0	15.9
     2-1/2"	65	40	2.469	290	1.6	50	77	5.1	5.0	25.5
     3"	80	40	3.068	520	1.8	50	137	6.0	5.0	45.8
     3-1/2"	90	40	3.548	760	2.0	50	201	6.5	5.0	66.9
     4"	100	40	4.026	980	2.0	43	259	6.5	4.3	86.3
     5"	125	40	5.047	1,550	2.0	33	410	6.5	3.3	137
     6"	150	40	6.065	2,230	2.0	27	589	6.5	2.7	196
     8"	200	30	8.071	3,960	2.0	19	1,046	6.5	1.9	349
     10"	250	30	10.136	6,250	2.0	15	1,651	6.5	1.5	550
     12"	300	30	12.09	8,880	2.0	12	2,346	6.6	1.2	782
     14"	350	30	13.25	10,675	2.0	11	2,820	6.6	1.1	940
     16"	400	30	15.25	14,140	2.0	9	3,736	6.6	0.9	1,245
     18"	450	ST	17.25	18,100	2.0	8	4,782	6.6	0.8	1,594
     20"	500	ST	19.25	22,500	2.0	7	5,945	6.5	0.7	1,982
     22"	550	ST	21.25	27,450	2.0	6	7,252	6.6	0.6	2,417
     24"	600	ST	23.25	32,860	2.0	6	8,682	6.6	0.6	2,894

     *STD: USRT for Chiller with Vapor Compression Cycle at ARI:550 Standard Condition
3. Water Supply Systems: Pipe Sizing
   Refer To -
   http://chawlwin.blogspot.com/2008/11/domesticwater01.html
   
   
   • Loading Units (Fixture Units) and Flowrate
   • Flow Velocity
   • Hot-Water Circulation Capacity (to maintain temperature, calculate heat loss)
4. Drainage Systems: Pipe Sizing
   
   Refer To
   http://chawlwin.blogspot.com/2008/10/sanitary01.html
   
   
   • Discharge Units (Drainage Fixture Units) and Flowrate
   • Flow Velocity, Vertical & Gradient Flow
5. Fire Protection Systems: Water Pipe Sizing
   
   • Flow rate required
   • Prescriptive Pipe Sizes & Sized by Hydraulic Calculation
   
   
6. Facility System: Water Pipes Sizing
   
   • Flowrate and Equipment Utility Matrix
   • Flow Velocity
   
   
7. Other Piping Systems
   
8. References