כלי הנדסי חינמי
מחשבון ירידת לחץ בצנרת
משוואת Darcy-Weisbach עם מקדם חיכוך איטרטיבי לפי Colebrook-White. תומכת בזרימה למינרית/טורבולנטית, בערכי חספוס מוגדרים מראש לצינורות ובהפסדים מקומיים מאביזרים.
תוצאות
משוואת Darcy-Weisbach
המשוואה הבסיסית לירידת לחץ עקב חיכוך בצינור:
- f — מקדם חיכוך Darcy (ללא ממדים)
- L — אורך הצינור (m)
- D — קוטר פנימי של הצינור (m)
- ρ — צפיפות הנוזל (kg/m³)
- ו — מהירות זרימה ממוצעת (m/s)
משוואת Colebrook-White (זרימה טורבולנטית)
עבור זרימה טורבולנטית (Re > 4000), מקדם החיכוך מחושב באופן איטרטיבי:
מחשבון זה משתמש בשיטת Newton-Raphson האיטרטיבית (50 איטרציות) לקבלת תוצאות מדויקות התואמות לתרשים Moody.
זרימה למינרית
עבור Re < 2300 (זרימה למינרית), מקדם החיכוך הוא פשוט:
הפסדים מקומיים
אביזרים, שסתומים, מרפקים ורכיבים אחרים מוסיפים ירידת לחץ נוספת, המתבטאת באמצעות מקדמי K:
| אביזר | גורם K | אביזר | גורם K |
|---|---|---|---|
| מרפק 90° (סטנדרטי) | 0.9 | מרפק של 45° | 0.4 |
| טי (דרך) | 0.4 | טי (ענף) | 1.8 |
| שסתום שער (פתוח לחלוטין) | 0.15 | שסתום כדור (פתוח לחלוטין) | 0.05 |
| שסתום אל-חזור מתנדנד | 2.5 | שסתום גלובוס (פתוח לחלוטין) | 10 |
| כניסה לצינור (חדה) | 0.5 | יציאת צינור | 1.0 |
| התרחבות פתאומית | ~1.0 | התכווצות פתאומית | ~0.5 |
ערכי חספוס צינורות
| חומר | חספוס ε (mm) | הערות |
|---|---|---|
| פלדת פחמן | 0.045 | צינור מסחרי חדש |
| נירוסטה | 0.015 | מרותך חלק |
| נְחוֹשֶׁת | 0.0015 | צינור משוך |
| פלסטיק (PE, PVC) | 0.0015 | חלק מאוד |
| ברזל יצוק | 0.25 | חדש; לאחר הזדקנות עשוי להגיע ל-1–3 mm |
| צינור הידראולי | 0.005 | בטנה פנימית מגומי |
| בֵּטוֹן | 0.3 – 3.0 | תלוי בגימור |
דוגמה מעשית
נתון: Q = 60 L/min, D = 25 mm, L = 10 m, צינור פלדה (ε = 0.045 mm), שמן 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 → למינרית
f = 64 / 1592 = 0.04020
ΔP = 0.04020 × (10/0.025) × 870 × 2.037² / 2 = 29,045 Pa = 0.290 bar
⚠️ הערה: באזור המעבר (Re 2300–4000) מקדם החיכוך מחושב באינטרפולציה. הזרימה בפועל עשויה להתנדנד בין זרימה למינרית לזרימה טורבולנטית. מומלץ להימנע מתכנון מערכות לעבודה באזור זה.
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
ההליכים המתוארים בעמוד זה פותחו ונבדקו בשטח על ידי צוות Vibromera באמצעות ה-Balanset-1A, מאזן דו-ערוצי נייד ומנתח רטט לאיזון רוטורים באתר העבודה.
מכשירי איזון ותוכנה מקצועיים לשטח. בשימוש ביותר מ-50 מדינות.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko הוא מהנדס ניתוח רעידות, ומייסד ומנכ״ל Vibromera. יותר מ-15 שנה הוא מאזן ציוד מסתובב בשטח ולא על שולחן בדיקה: מגרסות ענפים, מאווררים תעשייתיים, מגרסות, צנטריפוגות, פירים וצירים. מתוך העבודה הזו צמחו מכשירי Balanset — הם תוכננו ככלי שמומחה יכול לשאת אל המכונה ולהפעיל לבדו, במקום, ולא כציוד מעבדה. Vibromera נוסדה ב-2017 ומאז 2023 מקום מושבה בפורטו, פורטוגל. הפיתוח, ההרכבה והתמיכה של קו Balanset מתבצעים כולם כאן. המכשיר המוביל הוא Balanset-1A, מכשיר ניתוח נייד לאיזון במישור אחד ובשני מישורים ולאבחון רעידות. Nikolai מעורב אישית בתמיכת הלקוחות, בטיפול במקרי איזון מורכבים ובפיתוח התוכנה. הוא עובד עם לקוחות ברחבי העולם, בכל שפה.
