أداة هندسية مجانية
قطر الأنبوب من حاسبة معدل التدفق
احسب الحد الأدنى للقطر الداخلي للأنبوب بناءً على معدل التدفق وحدود السرعة. قرّب الناتج إلى أقرب قيمة قياسية للقطر الاسمي. الوضع العكسي: أقصى تدفق لحجم أنبوب محدد.
نتائج
الحد الأدنى لقطر الأنبوب
من معادلة الاستمرارية Q = v × A و A = πd²/4:
القطر المحسوب هو الحد الأدنى؛ دائمًا ما يكون دائريًا أعلى إلى المقاس القياسي التالي.
الحساب العكسي - أقصى تدفق
أحجام الأنابيب القياسية (الجدول 40)
| الاسمي | القطر الخارجي (مم) | الجدار (مم) | القطر الداخلي (مم) | المساحة (مم²) |
|---|---|---|---|---|
| DN15 (½ بوصة) | 21.3 | 2.77 | 15.8 | 196 |
| DN20 (¾ بوصة) | 26.7 | 2.87 | 20.9 | 343 |
| DN25 (1 بوصة) | 33.4 | 3.38 | 26.6 | 556 |
| DN32 (1¼ بوصة) | 42.2 | 3.56 | 35.1 | 968 |
| DN40 (1½ بوصة) | 48.3 | 3.68 | 40.9 | 1,314 |
| DN50 (2 بوصة) | 60.3 | 3.91 | 52.5 | 2,165 |
| DN65 (2½ بوصة) | 73.0 | 5.16 | 62.7 | 3,087 |
| DN80 (3 بوصة) | 88.9 | 5.49 | 77.9 | 4,768 |
| DN100 (4 بوصة) | 114.3 | 6.02 | 102.3 | 8,213 |
| DN125 (5 بوصة) | 141.3 | 6.55 | 128.2 | 12,908 |
| DN150 (6 بوصة) | 168.3 | 7.11 | 154.1 | 18,638 |
| DN200 (8 بوصة) | 219.1 | 8.18 | 202.7 | 32,270 |
| DN250 (10 بوصة) | 273.1 | 9.27 | 254.5 | 50,869 |
| DN300 (12 بوصة) | 323.9 | 10.31 | 303.2 | 72,145 |
السرعة الاقتصادية
السرعة الاقتصادية هي سرعة التدفق التي تقلل التكلفة الإجمالية إلى الحد الأدنى - موازنة تكلفة الأنابيب (رأس المال) مقابل تكلفة الضخ (الطاقة):
- انخفاض السرعة ← أنبوب أكبر (مكلف) ولكن طاقة ضخ أقل
- سرعة أعلى ← أنبوب أصغر (أرخص) ولكن يتطلب طاقة أكبر للضخ
- السرعات الاقتصادية النموذجية للماء: 1-2 م/ث؛ وللزيت الهيدروليكي: 3-5 م/ث في خطوط الضغط
💡 قاعدة عامة: بالنسبة للأنظمة التي تعمل لأكثر من 4000 ساعة في السنة، يُنصح باستخدام سرعات منخفضة. أما بالنسبة للأنظمة المتقطعة، فإن السرعات العالية (الأنابيب الأصغر) مقبولة.
مثال عملي
المعطيات: Q = 60 لتر/دقيقة، v_max = 4 م/ث
Q = 60 / 60000 = 0.001 م³/ث
د_دقيقة = √(4 × 0.001 × 0.001 / (π × 4) = √(3.183 × 10-⁴) = 17.84 ملم
الحجم القياسي: قرّب لأعلى DN20 (القطر الداخلي = 20.9 مم)
السرعة الفعلية: v = 0.001 / (π/4 × 0.0209²) = 2.92 م/ث ✓ ضمن الحدود
⚠️ ملاحظة: تأكد دائمًا من أن السرعة الفعلية مع حجم الأنبوب القياسي المُختار تقع ضمن الحدود المسموح بها. إذا تجاوز حجم الأنبوب القياسي الأصغر التالي حد السرعة المسموح به، فيجب عليك استخدام الحجم الأكبر.
استخدم الصيغة d = √(4Q / (πv))، حيث Q هو معدل التدفق بوحدة m³/s وv هي السرعة القصوى المسموح بها بوحدة m/s.
مثال: 60 L/min عند سرعة قصوى 4 m/s → d = √(4 × 0.001 / (π × 4)) = 17.8 mm → قرّب إلى المقاس الأكبر DN20 (ID 20.9 mm).
السرعات القصوى الموصى بها:
- السحب الهيدروليكي: 0.5 – 1.5 m/s (لتجنب التجويف)
- الضغط الهيدروليكي: 3 – 6 m/s (حتى 7 للمسارات القصيرة)
- الرجوع الهيدروليكي: 2 – 4 m/s
- إمداد المياه: 1 – 3 m/s (≤2.5 في المباني للحد من الضوضاء)
هذه سرعات اقتصادية — توازن بين تكلفة الأنابيب وطاقة الضخ.
مقاسات DN (القطر الاسمي) لأنابيب الفولاذ Schedule 40:
- DN15 (½″): ID 15.8 mm
- DN25 (1″): ID 26.6 mm
- DN50 (2″): ID 52.5 mm
- DN100 (4″): ID 102.3 mm
- DN150 (6″): ID 154.1 mm
- DN200 (8″): ID 202.7 mm
ملاحظة: يعتمد ID على فئة سماكة الجدار. Schedule 40 هي الأكثر شيوعًا؛ أما Schedule 80 فلها جدران أكثر سماكة وID أصغر.
السرعة الاقتصادية هي السرعة التي تقلل التكلفة الإجمالية لدورة الحياة لنظام الأنابيب — وتشمل كلاً من التكلفة الرأسمالية للأنبوب وتكلفة طاقة الضخ المستمرة.
الأنابيب الأكبر أعلى تكلفةً عند الشراء، لكن هبوط الضغط فيها أقل → طاقة ضخ أقل. والأنابيب الأصغر أقل تكلفةً، لكنها تحتاج إلى قدرة ضخ أكبر.
في الأنظمة التي تعمل باستمرار (>4000 h/yr)، استخدم سرعات أقل. وفي الأنظمة التي تعمل بصورة متقطعة، تكون السرعات الأعلى مقبولة.
يؤدي التقريب إلى المقاس الأصغر إلى تجاوز حد السرعة لديك، مسبباً:
- فقد ضغط أعلى (ΔP ∝ v²)
- ضوضاء واهتزازاً
- احتمال حدوث التجويف في خطوط السحب
- زيادة الحتّ وتآكل الوصلات
قرّب دائماً إلى المقاس الأكبر. ستكون السرعة الفعلية مع الأنبوب الأكبر أقل من الحد لديك — وهو أمر آمن.
الإجراءات الموصوفة في هذه الصفحة طوّرها واختبرها ميدانيًا فريق Vibromera باستخدام Balanset-1A، وهو موازن محمول ثنائي القناة ومحلل اهتزاز لموازنة الدوارات في الموقع.
أجهزة وبرامج موازنة ميدانية احترافية. تُستخدم في أكثر من 50 دولة.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko مهندس تحليل اهتزازات ومؤسس شركة Vibromera ورئيسها التنفيذي. منذ أكثر من 15 عامًا يوازن المعدات الدوارة في الموقع لا على منصة اختبار: آلات التقطيع، والمراوح الصناعية، والكسارات، وأجهزة الطرد المركزي، والأعمدة، ومغازل التشغيل. من هذا العمل وُلدت أجهزة Balanset — فقد صُممت كأداة يستطيع الأخصائي حملها إلى الآلة واستخدامها بمفرده في الموقع، لا كمعدات مختبرية. تأسست Vibromera عام 2017، ومقرها منذ عام 2023 في بورتو بالبرتغال. هنا يجري تطوير سلسلة Balanset وتجميعها ودعمها. الجهاز الرئيسي هو Balanset-1A، وهو محلل محمول للموازنة في مستوى واحد ومستويين ولتشخيص الاهتزازات. يشارك Nikolai شخصيًا في دعم العملاء، وفي معالجة حالات الموازنة الصعبة، وفي تطوير البرنامج. وهو يعمل مع عملاء في جميع أنحاء العالم، وبأي لغة.
