Brezplačno inženirsko orodje
Kalkulator padca tlaka v ceveh
Darcy-Weisbachova enačba z iterativnim Colebrook-Whiteovim faktorjem trenja. Podpira laminarni/turbulentni tok, prednastavitve hrapavosti cevi in manjše izgube zaradi fitingov.
Rezultati
Darcy-Weisbachova enačba
Osnovna enačba za padec tlaka zaradi trenja v cevi:
- f — Darcyjev faktor trenja (brezdimenzijski)
- L — dolžina cevi (m)
- D — notranji premer cevi (m)
- ρ — gostota tekočine (kg/m³)
- v — povprečna hitrost pretoka (m/s)
Colebrook-Whiteova enačba (turbulentni tok)
Za turbulentni tok (Re > 4000) se faktor trenja izračuna iterativno:
Ta kalkulator uporablja iterativno Newton-Raphsonovo metodo (50 iteracij) za natančne rezultate, ki ustrezajo Moodyjevemu diagramu.
Laminarni tok
Za Re < 2300 (laminarni tok) je faktor trenja preprosto:
Manjše izgube
Fitingi, ventili, komolci in druge komponente dodajo dodaten padec tlaka, izražen s K-faktorji:
| Prileganje | K-faktor | Prileganje | K-faktor |
|---|---|---|---|
| 90° koleno (standardno) | 0.9 | 45° koleno | 0.4 |
| Majica (skozi) | 0.4 | T-veja (veja) | 1.8 |
| Zaporni ventil (popolnoma odprt) | 0.15 | Krogelni ventil (popolnoma odprt) | 0.05 |
| Nepovratni ventil (nihajni) | 2.5 | Globinski ventil (popolnoma odprt) | 10 |
| Vhod v cev (oster) | 0.5 | Izhod cevi | 1.0 |
| Nenadna širitev | ~1.0 | Nenadno krčenje | ~0.5 |
Vrednosti hrapavosti cevi
| Material | Hrapavost ε (mm) | Opombe |
|---|---|---|
| Ogljikovo jeklo | 0.045 | Nova komercialna cev |
| Nerjaveče jeklo | 0.015 | Gladko varjeno |
| Baker | 0.0015 | Vlečene cevi |
| Plastika (PE, PVC) | 0.0015 | Zelo gladko |
| Lito železo | 0.25 | Novo; starano lahko 1–3 mm |
| Hidravlična cev | 0.005 | Gumijasta notranja obloga |
| Beton | 0,3 – 3,0 | Odvisno od zaključka |
Praktični primer
Dano: Q = 60 l/min, D = 25 mm, L = 10 m, jeklena cev (ε = 0,045 mm), olje 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 → Laminarni
f = 64 / 1592 = 0,04020
ΔP = 0,04020 × (10/0,025) × 870 × 2,037² / 2 = 29.045 Pa = 0,290 bara
⚠️ Opomba: V prehodnem območju (Re 2300–4000) se faktor trenja interpolira. Dejanski tok lahko niha med laminarnim in turbulentnim. Izogibajte se načrtovanju sistemov za delovanje v tem območju.
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
Postopki, opisani na tej strani, so bili razviti in terensko preizkušeni s strani ekipe Vibromera z uporabo naprave Balanset-1A, prenosnega dvokanalnega uravnoteževalnika in analizatorja vibracij za uravnoteženje rotorjev na mestu uporabe.
Profesionalni instrumenti in programska oprema za uravnoteženje na terenu. Uporabljajo se v več kot 50 državah.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko je inženir vibracijske analize ter ustanovitelj in izvršni direktor podjetja Vibromera. Že več kot 15 let uravnotežuje vrtečo se opremo na terenu, in ne na preizkuševališču: mulčerje, industrijske ventilatorje, drobilnike, centrifuge, gredi in vretena. Prav iz tega dela so nastali instrumenti Balanset — zasnovani so bili kot orodje, ki ga strokovnjak lahko prinese do stroja in ga uporabi sam, na mestu samem, ne pa kot laboratorijska oprema. Vibromera je bila ustanovljena leta 2017, od leta 2023 pa ima sedež v Portu na Portugalskem. Tu potekajo razvoj, sestavljanje in podpora za linijo Balanset. Vodilni instrument je Balanset-1A, prenosni analizator za enoravninsko in dvoravninsko uravnoteženje ter za vibracijsko diagnostiko. Nikolai osebno sodeluje pri podpori strankam, pri reševanju zahtevnih primerov uravnoteženja in pri razvoju programske opreme. S strankami dela po vsem svetu, v katerem koli jeziku.
