افت فشار در لوله: معادله‌ی دارسی-وایسباخ و انتخاب قطر
محاسبه‌ی افت فشار آب در لوله‌های فولادی، سرعت‌های توصیه‌شده و تأثیر قطر بر هزینه‌ی انرژی پمپاژ.
عکس: Judgefloro · CC0 · منابع تصاویر
معادله‌ی دارسی-وایسباخ
ΔP = f · (L / D) · (ρ · v² / 2)
f ضریب اصطکاک دارسی، L طول لوله، D قطر داخلی، ρ چگالی و v سرعت متوسط است. در جریان آشفته، f را می‌توان با رابطه‌ی سوامی-جین از عدد رینولدز و زبری نسبی به‌دست آورد:
f = 0.25 / [ log₁₀( ε/(3.7·D) + 5.74/Re^0.9 ) ]²
نمودار افت فشار
مثال
برای ۱۲ m³/h آب در لوله‌ی DN50 (قطر داخلی ۵۳ mm): سرعت ≈ ۱٫۵۱ m/s و افت فشار ≈ ۴۸ kPa در هر ۱۰۰ متر.
سرعت‌های توصیه‌شده
| خط | سرعت (m/s) | ملاحظه |
|---|---|---|
| مکش پمپ | 0.5 – 1.5 | جلوگیری از کاویتاسیون |
| رانش پمپ | 1.5 – 3.0 | تعادل هزینه و انرژی |
| آب سرد و گرم ساختمان | 0.9 – 2.0 | کاهش صدا و فرسایش |
| بخار اشباع | 20 – 40 | افت فشار و صدا |
| کندانس | 1 – 2 | دوفازی در برگشت |
قطر بزرگ‌تر یا انرژی بیشتر؟
توان پمپاژ متناسب با افت فشار است و افت فشار تقریباً با توان پنجم قطر معکوس تغییر می‌کند. بنابراین یک سایز بزرگ‌تر لوله هزینه‌ی خرید را کمی بالا می‌برد، اما در عمر چندساله‌ی سیستم صرفه‌جویی انرژی قابل‌توجهی ایجاد می‌کند. برای تصمیم، هزینه‌ی چرخه‌ی عمر (LCC) را محاسبه کنید.
مقالات مرتبط
راهنمای انتخاب تله بخار: انواع، اصول کار و اشتباهات رایج
چرا یک تله‌ی خراب می‌تواند چند هزار دلار در سال بخار هدر دهد و چگونه تله‌ی درست را انتخاب کنیم.
۲ دقیقه مطالعه
محاسبه و انتخاب شیر کنترل: ضریب جریان Cv و Kv در عمل
از فرمول پایه تا انتخاب سایز و مشخصه‌ی مناسب؛ همراه با مثال عددی و جدول Kvs.
۲ دقیقه مطالعه
تنظیم کنترلر PID: مبانی، روش‌های تنظیم و پاسخ پله
اثر هر پارامتر، روش زیگلر-نیکولز و تنظیم لامبدا؛ همراه با شبیه‌سازی یک فرایند درجه‌یک با تأخیر.
۱ دقیقه مطالعه