כלי הנדסי חינמי
מחשבון ירידת לחץ בצנרת
משוואת דארסי-וייסבאך עם מקדם חיכוך איטרטיבי של קולברוק-ווייט. תומכת בזרימה למינרית/טורבולנטית, קביעות מוגדרות מראש של חספוס צינורות והפסדים קלים מאביזרים.
Results
משוואת דארסי-וייסבאך
המשוואה הבסיסית לירידת לחץ עקב חיכוך בצינור:
- ו — מקדם החיכוך של דארסי (חסר מימדים)
- ל — אורך צינור (מ')
- ד — קוטר פנימי של הצינור (מ')
- ρ — צפיפות נוזל (ק"ג/מ"ק)
- ו — מהירות זרימה ממוצעת (מטר/שנייה)
משוואת קולברוק-וייט (זרימה טורבולנטית)
עבור זרימה טורבולנטית (Re > 4000), מקדם החיכוך נמצא באופן איטרטיבי:
מחשבון זה משתמש בשיטת ניוטון-רפסון האיטרטיבית (50 איטרציות) לקבלת תוצאות מדויקות התואמות את דיאגרמת מודי.
זרימה למינרית
עבור Re < 2300 (זרימה למינרית), מקדם החיכוך הוא פשוט:
הפסדים קלים
אביזרים, שסתומים, מרפקים ורכיבים אחרים מוסיפים ירידת לחץ נוספת המתבטאת באמצעות גורמי K:
| הוֹלֵם | גורם K | הוֹלֵם | 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 (נדנדה) | 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
| חוֹמֶר | חספוס ε (מ"מ) | Notes |
|---|---|---|
| פלדת פחמן | 0.045 | צינור מסחרי חדש |
| נירוסטה | 0.015 | מרותך חלק |
| נְחוֹשֶׁת | 0.0015 | צינורות נמשכים |
| פלסטיק (PE, PVC) | 0.0015 | חלק מאוד |
| בַּרזֶל יְצִיקָה | 0.25 | חדש; יכול להיות 1-3 מ"מ בגיל |
| צינור הידראולי | 0.005 | בטנה פנימית מגומי |
| בֵּטוֹן | 0.3 – 3.0 | תלוי בגימור |
דוגמה מעשית
נתון: Q = 60 ליטר/דקה, D = 25 מ"מ, L = 10 מטר, צינור פלדה (ε = 0.045 מ"מ), שמן ν = 32 cSt, ρ = 870 ק"ג/מ"ק
v = 4 × 0.001 / (π × 0.025²) = 2.037 m/s
Re = 2.037 × 0.025 / (32 × 10⁻⁶) = 1,592 → עַלעַלִי
f = 64 / 1592 = 0.04020
ΔP = 0.04020 × (10/0.025) × 870 × 2.037² / 2 = 29,045 פאסל = 0.290 בר
⚠️ הערה: באזור המעבר (Re 2300–4000) מתבצע אינטרפולציה של מקדם החיכוך. זרימה אמיתית עשויה לנוע בין למינרית לטורבולנטית. יש להימנע מתכנון מערכות לפעולה באזור זה.
מכשירי איזון ותוכנה מקצועיים לשטח. בשימוש ביותר מ-50 מדינות.