Ilmainen suunnittelutyökalu
Putken painehäviölaskuri
Darcy-Weisbach-yhtälö iteratiivisella Colebrook-White-kitkakertoimella. Tukee laminaarista/turbulenttista virtausta, putken karheuden esiasetuksia ja liittimien pieniä häviöitä.
Tulokset
Darcy-Weisbachin yhtälö
Putken kitkan aiheuttaman painehäviön perusyhtälö:
- f — Darcyn kitkakerroin (dimensioton)
- L — putken pituus (m)
- D — putken sisähalkaisija (m)
- ρ — nesteen tiheys (kg/m³)
- v — keskimääräinen virtausnopeus (m/s)
Colebrook-Whiten yhtälö (turbulentti virtaus)
Turbulenttisella virtauksella (Re > 4000) kitkakerroin lasketaan iteratiivisesti:
Tämä laskin käyttää iteratiivista Newton-Raphson-menetelmää (50 iteraatiota) Moody-kaaviota vastaavien tarkkojen tulosten saamiseksi.
Laminaarivirtaus
Kun Re < 2300 (laminaarivirtaus), kitkakerroin on yksinkertaisesti:
Pienet häviöt
Liittimet, venttiilit, mutkat ja muut komponentit lisäävät painehäviötä, joka ilmaistaan K-kertoimien avulla:
| Liitin | K-kerroin | Liitin | K-kerroin |
|---|---|---|---|
| 90° mutka (vakio) | 0.9 | 45° mutka | 0.4 |
| T-kappale (suora) | 0.4 | T-kappale (haara) | 1.8 |
| Sulkuventtiili (täysin auki) | 0.15 | Palloventtiili (täysin auki) | 0.05 |
| Takaiskuventtiili (heiluva) | 2.5 | Istukkaventtiili (täysin auki) | 10 |
| Putken sisääntulo (terävä) | 0.5 | Putken ulostulo | 1.0 |
| Äkillinen laajeneminen | ~1.0 | Äkillinen supistuminen | ~0.5 |
Putken karheusarvot
| Materiaali | Karheus ε (mm) | Huomautukset |
|---|---|---|
| Hiiliteräs | 0.045 | Uusi kaupallinen putki |
| Ruostumaton teräs | 0.015 | Sileähitsattu |
| Kupari | 0.0015 | Vedetty putki |
| Muovi (PE, PVC) | 0.0015 | Erittäin sileä |
| Valurauta | 0.25 | Uusi; vanhentunut voi olla 1–3 mm |
| Hydrauliletku | 0.005 | Kuminen sisävuori |
| Betoni | 0,3–3,0 | Riippuu viimeistelystä |
Käytännön esimerkki
Annettu: Q = 60 l/min, D = 25 mm, L = 10 m, teräsputki (ε = 0,045 mm), öljy 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 → Laminaari
f = 64 / 1592 = 0,04020
ΔP = 0,04020 × (10/0,025) × 870 × 2,037² / 2 = 29 045 Pa = 0,290 bar
⚠️ Huomautus: Siirtymäalueella (Re 2300–4000) kitkakerroin interpoloidaan. Todellinen virtaus voi vaihdella laminaarisen ja turbulentin välillä. Vältä järjestelmien suunnittelua toimimaan tällä alueella.
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
Tällä sivulla kuvatut menetelmät on kehittänyt ja kenttätestannut Vibromera-tiimi Balanset-1A-laitteella, joka on kannettava kaksikanavainen tasapainotuslaite ja tärinäanalysaattori roottoreiden tasapainotukseen paikan päällä.
Ammattimaiset kenttätasapainotuslaitteet ja -ohjelmistot. Käytössä yli 50 maassa.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko on värähtelyanalyysi-insinööri sekä Vibromeran perustaja ja toimitusjohtaja. Yli 15 vuoden ajan hän on tasapainottanut pyöriviä koneita kentällä eikä koepenkissä: silppureita, teollisuuspuhaltimia, murskaimia, linkoja, akseleita ja karoja. Juuri tästä työstä Balanset-laitteet ovat syntyneet — ne suunniteltiin työkaluksi, jonka asiantuntija voi kantaa koneen luo ja jota hän voi käyttää yksin paikan päällä, ei laboratoriolaitteiksi. Vibromera perustettiin vuonna 2017, ja vuodesta 2023 lähtien sen kotipaikka on ollut Porto Portugalissa. Balanset-sarjan kehitys, kokoonpano ja tuki tapahtuvat täällä. Lippulaivalaite on Balanset-1A, kannettava analysaattori yhden ja kahden tason tasapainotukseen sekä värähtelydiagnostiikkaan. Nikolai osallistuu henkilökohtaisesti asiakastukeen, vaikeiden tasapainotustapausten ratkaisemiseen ja ohjelmiston kehittämiseen. Hän palvelee asiakkaita ympäri maailmaa, millä tahansa kielellä.
