Alat Kejuruteraan Percuma
Kalkulator Halaju Aliran Paip
Kira halaju aliran v = 4Q/(πd²), nombor Reynolds dan semak terhadap had halaju yang disyorkan untuk sistem hidraulik dan air.
Keputusan
Formula Halaju Aliran
Halaju aliran min dalam paip bulat diperoleh daripada persamaan kesinambungan Q = v × A:
- v — halaju aliran purata (m/s)
- Q — kadar aliran isipadu (m³/s)
- d — diameter dalam paip (m)
- A — luas keratan rentas paip (m²)
Nombor Reynolds
Nombor Reynolds menentukan rejim aliran — laminar, peralihan atau gelora:
- Re < 2300 — Aliran laminar (lancar, teratur)
- 2300 ≤ Re ≤ 4000 — Peralihan (tidak stabil)
- Re > 4000 — Aliran bergelora (kacau-bilau, geseran yang lebih tinggi)
Had Halaju yang Disyorkan
| Jenis Garisan | Halaju (m/s) | Halaju (kaki/s) | Nota |
|---|---|---|---|
| Sedutan hidraulik | 0.5 – 1.5 | 1.6 – 4.9 | Elakkan peronggaan pada salur masuk pam |
| Tekanan hidraulik | 3.0 – 6.0 | 9.8 – 19.7 | Sehingga 7 m/s untuk larian pendek |
| Pulangan hidraulik | 2.0 – 4.0 | 6.6 – 13.1 | Tekanan rendah, paip yang lebih besar boleh diterima |
| Bekalan air | 1.0 – 3.0 | 3.3 – 9.8 | Had hingar ~2.5 m/s dalam bangunan |
| Wap (tepu) | 20 – 40 | enam puluh enam – seratus tiga puluh satu | Halaju tinggi yang tipikal untuk wap |
| Udara termampat | enam hingga lima belas | 20 – 49 | Halaju yang lebih tinggi = lebih banyak penurunan tekanan |
Rujukan Jadual Paip — ID daripada OD dan Ketebalan Dinding
Saiz paip keluli biasa (Jadual 40) dengan diameter luar, ketebalan dinding dan diameter dalam:
| Nominasi | OD (mm) | Dinding (mm) | ID (mm) |
|---|---|---|---|
| DN15 (½″) | 21.3 | 2.77 | 15.8 |
| DN20 (¾″) | 26.7 | 2.87 | 20.9 |
| DN25 (1″) | 33.4 | 3.38 | 26.6 |
| DN32 (1¼″) | 42.2 | 3.56 | 35.1 |
| DN40 (1½″) | 48.3 | 3.68 | 40.9 |
| DN50 (2″) | 60.3 | 3.91 | 52.5 |
| DN65 (2½″) | 73.0 | 5.16 | 62.7 |
| DN80 (3″) | 88.9 | 5.49 | 77.9 |
| DN100 (4″) | 114.3 | 6.02 | 102.3 |
| DN150 (6″) | 168.3 | 7.11 | 154.1 |
| DN200 (8″) | 219.1 | 8.18 | 202.7 |
Contoh Praktikal
Diberi: Q = 60 L/min, ID Paip = 25 mm, Kelikatan minyak = 32 cSt
Tukar: Q = 60 / 60000 = 0.001 m³/s, d = 0.025 m
A = π/4 × 0.025² = 4.909 × 10⁻⁴ m²
v = 0.001 / 4.909×10⁻⁴ = 2.04 m/s
Re = 2.04 × 0.025 / (32 × 10⁻⁶) = 1,592 → Laminar
Halaju 2.04 m/s berada dalam julat yang disyorkan untuk garisan tekanan (3–6 m/s adalah optimum tetapi 2 m/s boleh diterima).
⚠️ Nota: Halaju yang dikira ialah halaju purata merentasi keratan rentas paip. Halaju sebenar berbeza dari sifar di dinding hingga maksimum di tengah (profil parabola untuk aliran laminar).
Gunakan formula v = 4Q / (π d²). Tukarkan kadar aliran Q kepada m³/s (bahagikan L/min dengan 60,000) dan diameter d kepada meter (bahagikan mm dengan 1000). Hasilnya ialah halaju aliran purata dalam m/s.
Sebagai contoh: 60 L/min melalui paip 25 mm → v = 4 × 0.001 / (π × 0.025²) = 2.04 m/s.
Cadangan standard bagi halaju aliran dalam sistem hidraulik:
- Saluran sedutan: 0.5 – 1.5 m/s (elakkan peronggaan pada salur masuk pam)
- Saluran tekanan: 3 – 6 m/s (sehingga 7 m/s untuk laluan pendek)
- Saluran balik: 2 – 4 m/s
Untuk sistem air: 1 – 3 m/s; kekalkan halaju di bawah 2.5 m/s di dalam bangunan untuk mengawal hingar.
Halaju yang berlebihan menyebabkan:
- Hingar dan getaran dalam paip
- Peningkatan penurunan tekanan (berkadar dengan v²)
- Hakisan pada dinding paip dan kelengkapan
- Risiko peronggaan pada saluran sedutan
- Tukul air apabila injap ditutup secara tiba-tiba
Sentiasa pilih saiz paip supaya halaju kekal dalam had yang disyorkan.
Nombor Reynolds Re = vD/ν ialah nisbah tanpa dimensi bagi daya inersia kepada daya kelikatan. Nombor ini menentukan rejim aliran:
- Re < 2300: Aliran laminar — lancar, boleh diramal, geseran rendah
- 2300 – 4000: Rejim peralihan — tidak stabil, elakkan mereka bentuk dalam julat ini
- Re > 4000: Aliran turbulen — tidak teratur, faktor geseran lebih tinggi
Rejim aliran menentukan formula faktor geseran yang perlu digunakan untuk pengiraan penurunan tekanan.
Kelikatan tidak mengubah halaju secara langsung bagi kadar alir dan saiz paip tertentu — persamaan kesinambungan v = Q/A tidak bergantung pada kelikatan.
Walau bagaimanapun, kelikatan mempengaruhi nombor Reynolds, yang menentukan rejim aliran dan kehilangan akibat geseran. Kelikatan yang lebih tinggi mengurangkan nombor Reynolds dan mengubah rejim aliran serta kehilangan tekanan. Bagi aliran laminar dalam paip berkeratan rentas bulat, faktor geseran Darcy ialah 64/Re; pada halaju dan diameter paip yang sama, Re yang lebih rendah bermakna faktor geseran yang lebih tinggi.
Nilai kelikatan lazim: air pada 20°C ≈ 1 cSt; minyak hidraulik ISO VG 32 pada 40°C ≈ 32 cSt; ISO VG 46 pada 40°C ≈ 46 cSt.
Prosedur yang diterangkan pada halaman ini telah dibangunkan dan diuji di lapangan oleh pasukan Vibromera menggunakan Balanset-1A, iaitu pengimbang dua saluran mudah alih dan penganalisis getaran untuk pengimbangan rotor di tapak.
Instrumen dan perisian pengimbangan medan profesional. Digunakan di lebih 50 buah negara.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko ialah jurutera analisis getaran serta pengasas dan Ketua Pegawai Eksekutif (CEO) Vibromera. Selama lebih 15 tahun, beliau telah mengimbangi peralatan berputar terus di lapangan berbanding di bangku ujian: mulcher, kipas industri, penghancur, sentrifug, aci dan gelendong. Kerja inilah yang menjadi asal usul instrumen Balanset — ia direka sebagai alat yang boleh dibawa oleh pakar terus ke mesin dan digunakan bersendirian, di tapak, bukan sebagai peralatan makmal. Vibromera diasaskan pada 2017 dan telah berpangkalan di Porto, Portugal, sejak 2023. Pembangunan, pemasangan dan sokongan siri Balanset semuanya dijalankan di sini. Instrumen unggulan kami ialah Balanset-1A, penganalisis mudah alih untuk pengimbangan satu dan dua satah serta diagnostik getaran. Nikolai terlibat secara peribadi dalam sokongan pelanggan, menyelesaikan kes pengimbangan yang sukar, dan dalam pembangunan perisian. Beliau bekerja dengan pelanggan di seluruh dunia, dalam apa jua bahasa.
