Tasuta inseneri tööriist
Toru voolukiiruse kalkulaator
Arvutage voolukiirus v = 4Q/(πd²), Reynoldsi arv ja kontrollige seda hüdraulika- ja veesüsteemide soovitatud kiirusepiirangute suhtes.
Tulemused
Voolukiiruse valem
Keskmine voolukiirus ümmarguses torus tuletatakse järjepidevuse võrrandist Q = v × A:
- v — keskmine voolukiirus (m/s)
- Q — mahuline voolukiirus (m³/s)
- d — toru siseläbimõõt (m)
- A — toru ristlõikepindala (m²)
Reynoldsi arv
Reynoldsi arv määrab voolurežiimi – laminaarse, üleminekulise või turbulentse voolu:
- Re < 2300 — Laminaarne vool (sujuv, korrapärane)
- 2300 ≤ Re ≤ 4000 — Üleminekuperiood (ebastabiilne)
- Re > 4000 — Turbulentne vool (kaootiline, suurem hõõrdumine)
Soovitatavad kiirusepiirangud
| Liinityüp | Kiirus (m/s) | Kiirus (jalga/s) | Märkused |
|---|---|---|---|
| Hüdrauliline imemine | 0,5–1,5 | 1,6–4,9 | Vältige kavitatsiooni pumba sisselaskeava juures |
| Hüdrauliline rõhk | 3,0–6,0 | 9,8–19,7 | Kuni 7 m/s lühikestel lõikudel |
| Hüdrauliline tagasivool | 2,0–4,0 | 6,6–13,1 | Madalrõhk, suuremad torud on vastuvõetavad |
| Veevarustus | 1,0–3,0 | 3,3–9,8 | Müratase hoonetes ~2,5 m/s |
| Aur (küllastunud) | 20–40 | 66–131 | Aurule tüüpiline suur kiirus |
| Suruõhk | 6–15 | 20–49 | Suurem kiirus = suurem rõhulang |
Toru Schedule'i viide — ID välisdiameetri ja seina paksuse järgi
Levinumad terastorude mõõdud (Schedule 40) koos välisdiameetri, seina paksuse ja sisediameetriga:
| Nominaalne | Välisläbimõõt (mm) | Seina paksus (mm) | Siseläbimõõt (mm) |
|---|---|---|---|
| DN15 (½″) | 21.3 | 2.77 | 15.8 |
| DN20 (¾″) | 26.7 | 2.87 | 20.9 |
| DN25 (1″) | 33.4 | 3.38 | 26.6 |
| DN32 (1¼″) | 42.2 | 3.56 | 35.1 |
| DN40 (1½″) | 48.3 | 3.68 | 40.9 |
| DN50 (2″) | 60.3 | 3.91 | 52.5 |
| DN65 (2½″) | 73.0 | 5.16 | 62.7 |
| DN80 (3″) | 88.9 | 5.49 | 77.9 |
| DN100 (4″) | 114.3 | 6.02 | 102.3 |
| DN150 (6″) | 168.3 | 7.11 | 154.1 |
| DN200 (8″) | 219.1 | 8.18 | 202.7 |
Praktiline näide
Antud: Q = 60 L/min, toru sisediameeter = 25 mm, õli viskoossus = 32 cSt
Teisenda: Q = 60 / 60000 = 0,001 m³/s, d = 0,025 m
A = π/4 × 0,025² = 4,909 × 10⁻⁴ m²
v = 0,001 / 4,909 × 10⁻⁴ = 2,04 m/s
Re = 2,04 × 0,025 / (32 × 10⁻⁶) = 1,592 → Laminaarne
Kiirus 2,04 m/s jääb rõhuliinide soovitatavasse vahemikku (optimaalne on 3–6 m/s, kuid 2 m/s on vastuvõetav).
⚠️ Märkus: Arvutatud kiirus on toru ristlõike keskmine kiirus. Tegelik kiirus varieerub nullist seina juures kuni maksimumini keskel (laminaarse voolu paraboolne profiil).
Kasutage valemit v = 4Q / (π d²). Teisendage vooluhulk Q ühikusse m³/s (jagage L/min väärtus 60 000-ga) ja läbimõõt d meetriteks (jagage mm väärtus 1000-ga). Tulemuseks on keskmine voolukiirus ühikus m/s.
Näiteks: 60 L/min läbi 25 mm toru → v = 4 × 0,001 / (π × 0,025²) = 2,04 m/s.
Hüdraulikasüsteemide tavapärased soovituslikud voolukiirused:
- Imitorud: 0,5 – 1,5 m/s (vältige kavitatsiooni pumba sisselaskeava juures)
- Survetorud: 3 – 6 m/s (lühikestel torulõikudel kuni 7 m/s)
- Tagasivoolutorud: 2 – 4 m/s
Veesüsteemides: 1 – 3 m/s; hoonetes hoidke kiirus alla 2,5 m/s, et piirata müra.
Liiga suur voolukiirus põhjustab:
- Torustikus müra ja vibratsiooni
- Suuremat rõhulangust (võrdeline suurusega v²)
- Toruseinte ja liitmike erosiooni
- Kavitatsiooniohtu imitorudes
- Hüdraulilist lööki ventiili järsul sulgemisel
Valige alati torude mõõtmed nii, et voolukiirus jääks soovitatud piiridesse.
Reynoldsi arv Re = vD/ν on inertsijõudude ja viskoossete jõudude mõõtmeteta suhe. See määrab voolurežiimi:
- Re < 2300: Laminaarne vool — sujuv, prognoositav, väikese hõõrdumisega
- 2300 – 4000: Üleminekurežiim — ebastabiilne, vältige projekteerimist sellesse vahemikku
- Re > 4000: Turbulentne vool — kaootiline, suurema hõõrdeteguriga
Voolurežiim määrab, millist hõõrdeteguri valemit kasutada rõhulanguse arvutamisel.
Viskoossus ei muuda antud vooluhulga ja toru mõõtmete korral otseselt voolukiirust — pidevuse võrrand v = Q/A ei sõltu viskoossusest.
Viskoossus mõjutab aga Reynoldsi arvu, mis määrab voolurežiimi ja hõõrdekadusid. Suurem viskoossus vähendab Reynoldsi arvu ning muudab voolurežiimi ja rõhukadusid. Laminaarse voolu korral ümmarguses torus on Darcy hõõrdetegur 64/Re; sama voolukiiruse ja toru läbimõõdu korral tähendab väiksem Re suuremat hõõrdetegurit.
Levinud viskoossused: vesi temperatuuril 20°C ≈ 1 cSt; hüdraulikaõli ISO VG 32 temperatuuril 40°C ≈ 32 cSt; ISO VG 46 temperatuuril 40°C ≈ 46 cSt.
Sellel lehel kirjeldatud protseduurid töötas välja ja testis välitingimustes Vibromera meeskond, kasutades Balanset-1A-d, kaasaskantavat kahekanalilist tasakaalustusseadet ja vibratsioonianalüsaatorit rootorite tasakaalustamiseks kohapeal.
Professionaalsed välitasakaalustusseadmed ja tarkvara. Kasutusel enam kui 50 riigis.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko on vibratsioonianalüüsi insener ning Vibromera asutaja ja tegevjuht. Rohkem kui 15 aastat on ta tasakaalustanud pöörlevaid seadmeid kohapeal, mitte katsestendil: multšereid, tööstuslikke ventilaatoreid, purustajaid, tsentrifuuge, võlle ja spindleid. Just sellest tööst kasvasid välja Balanset seadmed — need kavandati tööriistana, mille spetsialist saab masina juurde kaasa võtta ja üksi kohapeal kasutada, mitte laboriseadmena. Vibromera asutati 2017. aastal ja alates 2023. aastast asub see Portos Portugalis. Siin toimub kogu Balanset seeria arendus, koostamine ja tugi. Lipulaevaks on Balanset-1A, kaasaskantav analüsaator ühe- ja kahetasapinnaliseks tasakaalustamiseks ning vibratsioonidiagnostikaks. Nikolai osaleb isiklikult klienditoes, keeruliste tasakaalustusjuhtumite lahendamises ja tarkvara arendamises. Ta töötab klientidega üle kogu maailma, mis tahes keeles.
