Painehäviön laskeminen ja sopivan putken halkaisijan määrittäminen on olennaista nestejärjestelmissä. Laskelmat takaavat tehokkaan virtauksen ja estävät esimerkiksi vuotojen tai riittämättömän paineen. Tässä artikkelissa on käytännön esimerkkejä näiden käsitteiden selkeästä havainnollistamisesta.

Paineen alenemisen laskeminen

Painehäviö putki tapahtuu kitkan välillä nesteen ja putkiseinät. Se voidaan laskea käyttäen Darcy-Weisbach yhtälö:

ΔP = (f * L * ρ * v2) / (2 * D)[]

jossa

  • ]ΔP = paineen menetys (Pa)
  • f = Darcy-kitkakerroin
  • L = putken pituus (m)
  • ]ρ = nesteen tiheys (kg/m3)
  • v = virtausnopeus (m/s)
  • D = putken halkaisija (m)

Esimerkiksi 50 metrin putken pituudella, 2 m/s virtausnopeudella ja 1000 kg/m3:n nesteen tiheydellä painehäviö voidaan laskea, kun kitkakerroin ja halkaisija on tiedossa.

Putkien halkaisijan määrittäminen

Putkien halkaisija vaikuttaa virtausnopeuteen ja paineen alenemiseen. Valitaksesi sopivan halkaisijan, käytä Darcy-Weisbachin yhtälöä uudelleen järjestettynä D:lle:

D = ...( (f * L * ρ * v2) / (2 * ΔP) ][]

Oletetaan, että suurin sallittu paineenmenetys on 500 Pa, samat parametrit kuin edellä. Arvojen pluging avulla voidaan laskea vähimmäisputken halkaisija tarvitaan pitämään halutut virtausolosuhteet.

Käytännön esimerkki

Ottaen huomioon:

  • Putkien pituus: 50 metriä
  • Virtausnopeus: 2 m/s
  • Nestetiheys: 1000 kg/m3
  • Suurin painehäviö: 500 Pa

Jos kitkakerroin on 0,02, putken halkaisija voidaan laskea seuraavasti:

D = ...( (0,02 * 50 * 1000 * 22) / (2 * 500) ...

Tämän vuoksi putki, jonka halkaisija on noin 89 mm, soveltuu pitämään paineenhäviön rajoissa määritetyllä virtausnopeudella.