Tasuta inseneri tööriist
Toru rõhulangu kalkulaator
Darcy-Weisbachi võrrand iteratiivse Colebrook-White'i hõõrdeteguriga. Toetab laminaarset/turbulentset voolu, toru kareduse eelseadistusi ja liitmike kohalikke kadusid.
Tulemused
Darcy-Weisbachi võrrand
Toru hõõrdumisest tingitud rõhulanguse põhivõrrand:
- f — Darcy hõõrdetegur (mõõtmeteta)
- L — toru pikkus (m)
- D — toru siseläbimõõt (m)
- ρ — vedeliku tihedus (kg/m³)
- v — keskmine voolukiirus (m/s)
Colebrooki-White'i võrrand (turbulentne vool)
Turbulentse voolu (Re > 4000) korral leitakse hõõrdetegur iteratiivselt:
See kalkulaator kasutab Moody diagrammile vastavate täpsete tulemuste saamiseks iteratiivset Newton-Raphsoni meetodit (50 iteratsiooni).
Laminaarne vool
Re < 2300 (laminaarne vool) korral on hõõrdetegur lihtsalt:
Väiksemad kaotused
Liitmikud, ventiilid, põlved ja muud komponendid lisavad täiendavat rõhulangust, mida väljendatakse K-tegurite kaudu:
| Liitmik | K-faktor | Liitmik | K-faktor |
|---|---|---|---|
| 90° põlv (standardne) | 0.9 | 45° põlv | 0.4 |
| T-liitmik (otse) | 0.4 | Tee (haru) | 1.8 |
| Väravaventiil (täielikult avatud) | 0.15 | Kuulkraan (täielikult avatud) | 0.05 |
| Tagasilöögiklapp (kiik) | 2.5 | Gloobusventiil (täielikult avatud) | 10 |
| Toru sissepääs (terav) | 0.5 | Toru väljund | 1.0 |
| Äkiline laienemine | ~1.0 | Äkiline kokkutõmbumine | ~0.5 |
Toru kareduse väärtused
| Materjal | Karedus ε (mm) | Märkused |
|---|---|---|
| Süsinikteras | 0.045 | Uus kaubanduslik toru |
| Roostevaba teras | 0.015 | Sile keevitatud |
| Vask | 0.0015 | Tõmmatud torud |
| Plastik (PE, PVC) | 0.0015 | Väga sujuv |
| Malm | 0.25 | Uus; vanus võib olla 1–3 mm |
| Hüdrauliline voolik | 0.005 | Kummist sisemine vooder |
| Betoon | 0,3–3,0 | Sõltub viimistlusest |
Praktiline näide
Antud: Q = 60 L/min, D = 25 mm, L = 10 m, terastoru (ε = 0,045 mm), õli 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 → Laminaarne
f = 64 / 1592 = 0,04020
ΔP = 0,04020 × (10/0,025) × 870 × 2,037² / 2 = 29 045 Pa = 0,290 baari
⚠️ Märkus: Üleminekupiirkonnas (Re 2300–4000) hõõrdetegur interpoleeritakse. Tegelik vool võib kõikuda laminaarse ja turbulentse vahel. Vältige süsteemide projekteerimist selles piirkonnas töötamiseks.
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
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.
