ابزار مهندسی رایگان
محاسبه‌گر افت فشار لوله
معادله دارسی-ویسباخ با ضریب اصطکاک تکراری کولبروک-وایت. از جریان آرام/آشفته، تنظیمات از پیش تعیین‌شده زبری لوله و تلفات جزئی اتصالات پشتیبانی می‌کند.
نتایج
معادله دارسی-وایسباخ
معادله اساسی برای افت فشار ناشی از اصطکاک در یک لوله:
- ف — ضریب اصطکاک دارسی (بدون بعد)
- L — طول لوله (متر)
- D — قطر داخلی لوله (متر)
- ρ — چگالی سیال (کیلوگرم بر متر مکعب)
- وی — سرعت متوسط جریان (متر بر ثانیه)
معادله کولبروک-وایت (جریان آشفته)
برای جریان آشفته (Re > 4000)، ضریب اصطکاک به صورت تکراری محاسبه میشود:
این ماشین حساب از روش تکراری نیوتن-رافسون (50 تکرار) برای نتایج دقیق مطابق با نمودار مودی استفاده می‌کند.
جریان آرام
برای Re < 2300 (جریان آرام)، ضریب اصطکاک به سادگی برابر است با:
تلفات جزئی
اتصالات، شیرها، زانویی‌ها و سایر اجزا افت فشار اضافی ایجاد میکنند که از طریق ضریب K بیان میشود:
| اتصالات | ضریب K | اتصالات | ضریب K |
|---|---|---|---|
| آرنج ۹۰ درجه (استاندارد) | 0.9 | آرنج ۴۵ درجه | 0.4 |
| سه راهی (از میان) | 0.4 | سه راهی (شاخه) | 1.8 |
| شیر دروازه‌ای (کاملاً باز) | 0.15 | شیر توپی (کاملاً باز) | 0.05 |
| شیر یکطرفه (چرخشی) | 2.5 | شیر کروی (کاملاً باز) | 10 |
| ورودی لوله (تیز) | 0.5 | خروجی لوله | 1.0 |
| انبساط ناگهانی | ~1.0 | انقباض ناگهانی | ~0.5 |
مقادیر زبری لوله
| مواد | زبری ε (میلیمتر) | یادداشت‌ها |
|---|---|---|
| فولاد کربنی | 0.045 | لوله تجاری جدید |
| فولاد ضد زنگ | 0.015 | جوش داده شده صاف |
| مس | 0.0015 | تیوب کشیده‌شده |
| پلاستیک (PE، PVC) | 0.0015 | خیلی روان |
| چدن | 0.25 | نو؛ کهنه می‌تواند ۱ تا ۳ میلیمتر باشد |
| شلنگ هیدرولیک | 0.005 | آستر داخلی لاستیکی |
| بتن | ۰.۳ – ۳.۰ | بستگی به پرداخت سطح دارد |
مثال عملی
با توجه به: Q = 60 لیتر بر دقیقه، D = 25 میلیمتر، L = 10 متر، لوله فولادی (ε = 0.045 میلیمتر)، روغن ν = 32 سانتی‌استوک، ρ = 870 کیلوگرم بر متر مکعب
v = 4 × 0.001 / (π × 0.025²) = 2.037 متر بر ثانیه
Re = 2.037 × 0.025 / (32 × 10⁻⁶) = 1,592 → لمینار
f = 64 / 1592 = 0.04020
ΔP = 0.04020 × (10/0.025) × 870 × 2.037² / 2 = ۲۹۰۴۵ پاسکال = ۰.۲۹۰ بار
⚠️ توجه: در ناحیه انتقالی (Re 2300-4000) ضریب اصطکاک درون‌یابی میشود. جریان واقعی ممکن است بین جریان آرام و آشفته نوسان کند. از طراحی سیستم‌هایی که در این ناحیه کار میکنند، خودداری کنید.
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
روش‌های شرح داده‌شده در این صفحه توسط تیم Vibromera و با استفاده از Balanset-1A توسعه یافته و در محل آزمایش شده‌اند؛ این دستگاه یک بالانسر دو کاناله و آنالایزر ارتعاش قابل‌حمل برای بالانس کردن روتور در محل است.
ابزارها و نرم‌افزارهای حرفه‌ای بالانس میدانی. مورد استفاده در بیش از ۵۰ کشور.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko مهندس تحلیل ارتعاشات و بنیان‌گذار و مدیرعامل Vibromera است. او بیش از 15 سال است که تجهیزات دوار را در محل کار بالانس می‌کند، نه روی میز آزمایش: مالچرها، فن‌های صنعتی، سنگ‌شکن‌ها، سانتریفیوژها، شفت‌ها و اسپیندل‌ها. دستگاه‌های Balanset دقیقاً از دل همین کار بیرون آمدند — آن‌ها به‌عنوان ابزاری طراحی شدند که متخصص بتواند آن را تا کنار ماشین ببرد و به‌تنهایی، در محل، از آن استفاده کند، نه به‌عنوان تجهیزات آزمایشگاهی. Vibromera در سال 2017 تأسیس شد و از سال 2023 در پورتوی پرتغال مستقر است. توسعه، مونتاژ و پشتیبانی خط Balanset همگی همین‌جا انجام میشود. دستگاه شاخص، Balanset-1A است؛ یک آنالایزر قابل حمل برای بالانس تک‌صفحه‌ای و دوصفحه‌ای و برای تشخیص ارتعاش. Nikolai شخصاً در پشتیبانی مشتریان، در حل موارد دشوار بالانس و در توسعه نرم‌افزار مشارکت دارد. او با مشتریان در سراسر جهان و به هر زبانی کار می‌کند.
