피토관의 압력값이 두 배라고 풍속도 두 배인 것은 아니다

피토관은 덕트 속 풍속을 압력 차로 알아보는 측정 도구다. 공기 흐름을 마주 보는 부분의 전압과 정압을 비교해 속도압을 구한다. 여기서 전압은 전기의 전압이 아니라 공기의 총압을 뜻한다. 덕트 벽의 정압 한 값만 측정한 것을 속도압으로 읽으면 안 된다. 측정구와 연결 방법은 해당 피토관·압력계의 설명서를 확인해야 한다.

저속의 비압축성 흐름에서 속도압을 q, 공기 밀도를 ρ, 풍속을 v라고 하면 q=ρv²/2 관계를 쓴다. 따라서 풍속은 v=√(2q/ρ)로 구한다. 압력 차의 제곱근이 들어가므로 같은 밀도에서 속도압이 두 배가 되어도 풍속은 약 1.414배다. 반대로 풍속을 두 배로 만들면 속도압은 네 배가 된다. 정압과 속도압의 구분은 계산 전에 확인해야 한다.

계산 연습으로 공기 밀도를 1.2kg/㎥, 속도압을 15Pa로 가정하면 풍속은 √(30/1.2)=5m/s다. 속도압이 60Pa이면 10m/s가 된다. 이는 원리 설명을 위한 가정이며 실제 현장의 측정값이나 권장 덕트 풍속이 아니다. 실제 계기는 피토관 계수와 밀도 보정 등을 반영할 수 있으므로 설명서의 계산 방법을 따라야 한다. OSHA도 온도 등에 따른 밀도 보정을 제조사 지침에 맞춰 수행하도록 안내한다.

압력 측정이 정확해도 그 한 점의 풍속이 덕트 전체 평균을 뜻하지는 않는다. 단면 여러 위치의 값을 적절한 절차로 확인하고, 대표 평균 풍속과 유효 단면적으로 풍량을 계산한다. 풍속 환산 전에는 압력 단위가 Pa인지 다른 단위인지도 확인한다. 기록에는 압력값과 단위, 공기 상태, 측정 위치와 환산 방법을 함께 남긴다. 이 글은 일반 측정 원리를 설명하며 국내 법정 측정 절차나 특정 계기의 교정·설치 지침을 대신하지 않는다.

근거 자료

• OSHA Technical Manual, Section III, Chapter 3: Ventilation

  현재 공개 원문의 환기 측정, 피토관·정압·속도압 용어와 제조사 지침에 따른 밀도 보정. 계산 예제는 밀도 1.2kg/㎥를 가정한 일반 유동 관계이며 현장 측정 사례가 아니다.

자료 확인: 2026-10-17