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पाइप दाब गिरावट कैलकुलेटर
पुनरावृत्तीय कोलब्रुक-व्हाइट घर्षण गुणांक के साथ डार्सी-वाइसबाख समीकरण। लैमिनार/टर्बुलेंट प्रवाह, पाइप खुरदरापन के प्रीसेट, आ फिटिंग सभ से होखे वाला मामूली हानि के समर्थन करेला।
परिणाम
डार्सी-वाइसबाख समीकरण
पाइप में घर्षण के कारण दाब गिरावट खातिर मौलिक समीकरण:
- f — डार्सी घर्षण गुणांक (आयामरहित)
- L — पाइप के लंबाई (m)
- D — पाइप के भीतरी व्यास (मी)
- ρ — तरल घनत्व (kg/m³)
- v — औसत प्रवाह वेग (मी/से)
कोलब्रुक-व्हाइट समीकरण (टर्बुलेंट प्रवाह)
टर्बुलेंट प्रवाह (Re > 4000) खातिर, घर्षण गुणांक पुनरावृत्ति से निकालल जाला:
ई कैलकुलेटर मूडी डायग्राम से मिलत सटीक परिणाम खातिर पुनरावृत्तीय न्यूटन-राफसन विधि (50 पुनरावृत्ति) के उपयोग करेला।
लैमिनार प्रवाह
Re < 2300 (लैमिनार प्रवाह) खातिर, घर्षण गुणांक बस:
मामूली हानि
फिटिंग, वाल्व, एल्बो, आ अन्य कल-पुर्जा K-फैक्टर के जरिए अतिरिक्त दाब गिरावट जोड़ेला:
| फिटिंग | K-फैक्टर | फिटिंग | K-फैक्टर |
|---|---|---|---|
| 90° एल्बो (मानक) | 0.9 | 45° एल्बो | 0.4 |
| टी (सीधा) | 0.4 | टी (शाखा) | 1.8 |
| गेट वाल्व (पूरा खुलल) | 0.15 | बॉल वाल्व (पूरा खुला) | 0.05 |
| चेक वाल्व (स्विंग) | 2.5 | ग्लोब वाल्व (पूरा खुला) | 10 |
| पाइप प्रवेश (तेज) | 0.5 | पाइप निकास | 1.0 |
| अचानक विस्तार | ~1.0 | अचानक संकुचन | ~0.5 |
पाइप खुरदरापन के मान
| सामग्री | खुरदरापन ε (mm) | टिप्पणी |
|---|---|---|
| कार्बन स्टील | 0.045 | नया व्यावसायिक पाइप |
| स्टेनलेस स्टील | 0.015 | चिकना वेल्डेड |
| तांबा | 0.0015 | ड्रॉन ट्यूबिंग |
| प्लास्टिक (PE, PVC) | 0.0015 | बहुत चिकनाह |
| कास्ट आयरन | 0.25 | नया; पुराना होखला पर 1–3 mm हो सकेला |
| हाइड्रॉलिक होज | 0.005 | रबर भीतरी लाइनर |
| कंक्रीट | 0.3 – 3.0 | फिनिश पर निर्भर करेला |
व्यावहारिक उदाहरण
दिहल बा: Q = 60 L/min, D = 25 mm, L = 10 m, स्टील पाइप (ε = 0.045 mm), तेल ν = 32 cSt, ρ = 870 kg/m³
v = 4 × 0.001 / (π × 0.025²) = 2.037 m/s
Re = 2.037 × 0.025 / (32 × 10⁻⁶) = 1,592 → लैमिनार
f = 64 / 1592 = 0.04020
ΔP = 0.04020 × (10/0.025) × 870 × 2.037² / 2 = 29,045 Pa = 0.290 bar
⚠️ नोट: संक्रमण क्षेत्र (Re 2300–4000) में घर्षण गुणांक इंटरपोलेट कइल जाला। असली प्रवाह लैमिनार आ टर्बुलेंट के बीच दोलन कर सकेला। ई क्षेत्र में सिस्टम के संचालन खातिर डिजाइन करे से बचल जाव।
The Darcy-Weisbach equation calculates friction pressure drop in pipes: ΔP = f × (L/D) × ρv²/2. It applies to both laminar and turbulent flow — only the friction factor f changes.
It is more accurate and versatile than Hazen-Williams (which only works for water in turbulent flow).
The Colebrook-White equation is implicit — f appears on both sides — so it must be solved iteratively:
1/√f = -2 log₁₀(ε/3.7D + 2.51/(Re√f))
This calculator uses 50 iterations starting from the Swamee-Jain approximation, achieving accuracy better than 0.01%.
Common roughness values (ε):
- Steel: 0.045 mm (new commercial)
- Stainless: 0.015 mm (smooth welded)
- Copper/plastic: 0.0015 mm (very smooth)
- Cast iron: 0.25 mm (new); aged pipes can be 1–3 mm
- Hydraulic hose: 0.005 mm
For aged or corroded pipes, increase roughness by 2–10×.
Each fitting has a K-factor. Sum all K-factors for your system and enter the total in the ΣK field. The minor loss is: ΔP = ΣK × ρv²/2.
Example: A system with two 90° elbows (K=0.9 each), one tee branch (K=1.8), and one check valve (K=2.5): ΣK = 0.9 + 0.9 + 1.8 + 2.5 = 6.1.
Rules of thumb:
- Hydraulic pressure lines: 3–5 bar per 10 m is common
- Hydraulic return lines: 0.5–1 bar per 10 m
- Water supply: 0.1–0.3 bar per 100 m of pipe
- Total system ΔP must not exceed available pump pressure
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Nikolai Shelkovenko
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