Bezplatný inženýrský nástroj
Kalkulačka tlakové ztráty potrubí
Darcy-Weisbachova rovnice s iteračním Colebrook-Whiteovým součinitelem tření. Podporuje laminární/turbulentní proudění, přednastavení drsnosti potrubí a drobné ztráty z armatur.
Výsledky
Darcy-Weisbachova rovnice
Základní rovnice pro pokles tlaku v důsledku tření v potrubí:
- f — Darcyho součinitel tření (bezrozměrný)
- L — délka potrubí (m)
- D — vnitřní průměr potrubí (m)
- ρ — hustota kapaliny (kg/m³)
- v — průměrná rychlost proudění (m/s)
Colebrook-Whiteova rovnice (turbulentní proudění)
Pro turbulentní proudění (Re > 4000) se součinitel tření určuje iteračně:
Tato kalkulačka používá iterační Newton-Raphsonovu metodu (50 iterací) pro přesné výsledky odpovídající Moodyho diagramu.
Laminární proudění
Pro Re < 2300 (laminární proudění) je součinitel tření jednoduše:
Drobné ztráty
Armatury, ventily, kolena a další komponenty přidávají další pokles tlaku vyjádřený pomocí K-faktorů:
| Tvarovka | K-faktor | Tvarovka | K-faktor |
|---|---|---|---|
| Koleno 90° (standardní) | 0.9 | Koleno 45° | 0.4 |
| T-kus (průchozí) | 0.4 | T-kus (odbočka) | 1.8 |
| Šoupátkový ventil (plně otevřený) | 0.15 | Kulový ventil (plně otevřený) | 0.05 |
| Zpětný ventil (kyvný) | 2.5 | Uzavírací ventil (plně otevřený) | 10 |
| Vstup do potrubí (ostrý) | 0.5 | Výstup potrubí | 1.0 |
| Náhlé rozšíření | ~1.0 | Náhlé zúžení | ~0.5 |
Hodnoty drsnosti potrubí
| Materiál | Drsnost ε (mm) | Poznámky |
|---|---|---|
| Uhlíková ocel | 0.045 | Nové komerční potrubí |
| Nerez | 0.015 | Hladce svařované |
| Měď | 0.0015 | Tažené trubky |
| Plast (PE, PVC) | 0.0015 | Velmi hladká |
| Litina | 0.25 | Nové; staré může být 1–3 mm |
| Hydraulická hadice | 0.005 | Gumová vnitřní vložka |
| Beton | 0,3 – 3,0 | Závisí na povrchové úpravě |
Praktický příklad
Vzhledem k: Q = 60 l/min, D = 25 mm, L = 10 m, ocelová trubka (ε = 0,045 mm), olej 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 → Laminární
f = 64 / 1592 = 0,04020
ΔP = 0,04020 × (10/0,025) × 870 × 2,037² / 2 = 29 045 Pa = 0,290 bar
⚠️ Poznámka: V přechodové oblasti (Re 2300–4000) je součinitel tření interpolován. Skutečné proudění může oscilovat mezi laminárním a turbulentním. Vyhněte se navrhování systémů pro provoz v této oblasti.
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
Postupy popsané na této stránce vyvinul a v terénu otestoval tým Vibromera pomocí přístroje Balanset-1A, přenosného dvoukanálového vyvažovacího přístroje a analyzátoru vibrací pro vyvažování rotorů na místě.
Profesionální přístroje a software pro vyvažování v terénu. Používají se ve více než 50 zemích.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko je inženýr vibrační analýzy a zakladatel a generální ředitel společnosti Vibromera. Více než 15 let vyvažuje rotační stroje přímo v provozu, a ne na zkušebním stavu: mulčovače, průmyslové ventilátory, drtiče, odstředivky, hřídele a vřetena. Právě z této práce vzešly přístroje Balanset — byly navrženy jako nástroj, který si odborník může vzít ke stroji a použít sám, přímo na místě, nikoli jako laboratorní vybavení. Vibromera byla založena v roce 2017 a od roku 2023 sídlí v portugalském Portu. Zde probíhá vývoj, montáž i podpora řady Balanset. Vlajkovým přístrojem je Balanset-1A, přenosný analyzátor pro vyvažování v jedné a ve dvou rovinách a pro diagnostiku vibrací. Nikolai se osobně podílí na zákaznické podpoře, na řešení obtížných případů vyvažování i na vývoji softwaru. Pracuje se zákazníky po celém světě, v jakémkoli jazyce.
