Bezplatný inžiniersky nástroj
Kalkulačka poklesu tlaku v potrubí
Darcy-Weisbachova rovnica s iteračným Colebrook-Whiteovým faktorom trenia. Podporuje laminárne/turbulentné prúdenie, prednastavenia drsnosti potrubia a menšie straty z armatúr.
Výsledky
Darcy-Weisbachova rovnica
Základná rovnica pre pokles tlaku v dôsledku trenia v potrubí:
- f — Darcyho faktor trenia (bezrozmerný)
- L — dĺžka potrubia (m)
- D — vnútorný priemer potrubia (m)
- ρ — hustota kvapaliny (kg/m³)
- v — priemerná rýchlosť prúdenia (m/s)
Colebrook-Whiteova rovnica (turbulentné prúdenie)
Pre turbulentné prúdenie (Re > 4000) sa súčiniteľ trenia zisťuje iteratívne:
Táto kalkulačka používa iteratívnu Newton-Raphsonovu metódu (50 iterácií) pre presné výsledky zodpovedajúce Moodyho diagramu.
Laminárne prúdenie
Pre Re < 2300 (laminárne prúdenie) je súčiniteľ trenia jednoducho:
Menšie straty
Tvarovacie kusy, ventily, kolená a ďalšie komponenty pridávajú dodatočný pokles tlaku vyjadrený pomocou K-faktorov:
| Tvarovka | K-faktor | Tvarovka | K-faktor |
|---|---|---|---|
| 90° koleno (štandardné) | 0.9 | 45° koleno | 0.4 |
| T-kus (cez) | 0.4 | T-kus (vetva) | 1.8 |
| Uzatvárací ventil (úplne otvorený) | 0.15 | Guľový ventil (úplne otvorený) | 0.05 |
| Spätný ventil (kyvný) | 2.5 | Priamosedlový ventil (úplne otvorený) | 10 |
| Vstup do potrubia (ostrý) | 0.5 | Výstup potrubia | 1.0 |
| Náhla expanzia | ~1.0 | Náhla kontrakcia | ~0.5 |
Hodnoty drsnosti potrubia
| Materiál | Drsnosť ε (mm) | Poznámky |
|---|---|---|
| Uhlíková oceľ | 0.045 | Nové komerčné potrubie |
| Nerezová oceľ | 0.015 | Hladké zvarenie |
| Meď | 0.0015 | Ťahané rúry |
| Plast (PE, PVC) | 0.0015 | Veľmi hladký |
| Liatina | 0.25 | Nové; zostarnuté môže byť 1–3 mm |
| Hydraulická hadica | 0.005 | Gumová vnútorná vložka |
| Betón | 0,3 – 3,0 | Závisí od povrchovej úpravy |
Praktický príklad
Vzhľadom na to, že: Q = 60 l/min, D = 25 mm, L = 10 m, oceľová rúra (ε = 0,045 mm), olej 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 → Laminárny
f = 64 / 1592 = 0,04020
ΔP = 0,04020 × (10/0,025) × 870 × 2,037² / 2 = 29 045 Pa = 0,290 baru
⚠️ Poznámka: V prechodovej oblasti (Re 2300 – 4000) sa faktor trenia interpoluje. Skutočný tok môže oscilovať medzi laminárnym a turbulentným. Vyhnite sa navrhovaniu systémov tak, aby fungovali v tejto oblasti.
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
Postupy opísané na tejto stránke vyvinul a v teréne otestoval tím Vibromera pomocou zariadenia Balanset-1A, prenosného dvojkanálového vyvažovacieho prístroja a analyzátora vibrácií na vyvažovanie rotorov priamo na mieste.
Profesionálne prístroje a softvér na vyvažovanie v teréne. Používajú sa vo viac ako 50 krajinách.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko je inžinier vibračnej analýzy a zakladateľ a generálny riaditeľ spoločnosti Vibromera. Viac než 15 rokov vyvažuje rotačné stroje priamo v prevádzke, a nie na skúšobnom stave: mulčovače, priemyselné ventilátory, drviče, odstredivky, hriadele a vretená. Práve z tejto práce vznikli prístroje Balanset — boli navrhnuté ako nástroj, ktorý si odborník môže vziať k stroju a použiť sám, priamo na mieste, nie ako laboratórne vybavenie. Vibromera bola založená v roku 2017 a od roku 2023 sídli v portugalskom Porte. Tu prebieha vývoj, montáž aj podpora radu Balanset. Vlajkovým prístrojom je Balanset-1A, prenosný analyzátor na vyvažovanie v jednej a v dvoch rovinách a na vibračnú diagnostiku. Nikolai sa osobne podieľa na zákazníckej podpore, na riešení náročných prípadov vyvažovania aj na vývoji softvéru. Pracuje so zákazníkmi po celom svete, v akomkoľvek jazyku.
