เครื่องมือวิศวกรรมฟรี
เครื่องคำนวณการลดลงของแรงดันในท่อ
สมการ Darcy-Weisbach พร้อมค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน Colebrook-White แบบวนซ้ำ รองรับการไหลแบบราบเรียบ/ปั่นป่วน การตั้งค่าความหยาบของท่อ และการสูญเสียเล็กน้อยจากข้อต่อ.
Results
สมการดาร์ซี-ไวส์บัค
สมการพื้นฐานสำหรับการลดลงของความดันเนื่องจากแรงเสียดทานในท่อ:
- เอฟ — ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของดาร์ซี (ไม่มีหน่วย)
- ล. — ความยาวท่อ (เมตร)
- ดี — เส้นผ่านศูนย์กลางภายในท่อ (เมตร)
- ρ — ความหนาแน่นของของเหลว (กก./ลบ.ม.)
- วี — ความเร็วการไหลเฉลี่ย (เมตร/วินาที)
สมการโคลบรูค-ไวท์ (การไหลแบบปั่นป่วน)
สำหรับการไหลแบบปั่นป่วน (Re > 4000) ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานจะหาได้โดยวิธีการวนซ้ำ:
เครื่องคำนวณนี้ใช้วิธีการวนซ้ำแบบนิวตัน-ราฟสัน (50 รอบ) เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่แม่นยำตรงกับแผนภาพมูดี้.
การไหลแบบลามินาร์
สำหรับค่า Re < 2300 (การไหลแบบลามินาร์) ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานจะเป็นดังนี้:
การสูญเสียเล็กน้อย
ข้อต่อ วาล์ว ข้อศอก และส่วนประกอบอื่นๆ ทำให้เกิดการลดลงของแรงดันเพิ่มเติม ซึ่งแสดงออกมาในรูปของค่า K:
| การติดตั้ง | ปัจจัย K | การติดตั้ง | ปัจจัย K |
|---|---|---|---|
| ข้อศอก 90 องศา (แบบมาตรฐาน) | 0.9 | ข้อศอก 45 องศา | 0.4 |
| ที (ผ่าน) | 0.4 | ที (สาขา) | 1.8 |
| วาล์วประตู (เปิดเต็มที่) | 0.15 | วาล์วลูกบอล (เปิดเต็มที่) | 0.05 |
| วาล์วกันกลับ (แบบสวิง) | 2.5 | วาล์วลูกโลก (เปิดเต็มที่) | 10 |
| ทางเข้าท่อ (แหลม) | 0.5 | ทางออกท่อ | 1.0 |
| การขยายตัวอย่างฉับพลัน | ~1.0 | การหดตัวอย่างฉับพลัน | ~0.5 |
ค่าความหยาบผิวของท่อ
| วัสดุ | ความหยาบผิว ε (มม.) | Notes |
|---|---|---|
| เหล็กกล้าคาร์บอน | 0.045 | ท่อเชิงพาณิชย์ใหม่ |
| เหล็กกล้าไร้สนิม | 0.015 | รอยเชื่อมเรียบ |
| ทองแดง | 0.0015 | ท่อดึง |
| พลาสติก (PE, PVC) | 0.0015 | เรียบลื่นมาก |
| เหล็กหล่อ | 0.25 | ของใหม่; ของเก่าอาจมีความหนา 1–3 มม. |
| สายไฮดรอลิก | 0.005 | ซับในยาง |
| คอนกรีต | 0.3 – 3.0 | ขึ้นอยู่กับการตกแต่ง |
ตัวอย่างการปฏิบัติ
ที่ให้ไว้: Q = 60 ลิตร/นาที, D = 25 มม., L = 10 ม., ท่อเหล็ก (ε = 0.045 มม.), น้ำมัน ν = 32 cSt, ρ = 870 กก./ลบ.ม.
v = 4 × 0.001 / (π × 0.025²) = 2.037 เมตร/วินาที
Re = 2.037 × 0.025 / (32 × 10⁻⁶) = 1,592 → ลามินาร์
f = 64 / 1592 = 0.04020
∆P = 0.04020 × (10/0.025) × 870 × 2.037² / 2 = 29,045 Pa = 0.290 บาร์
⚠️ หมายเหตุ: ในบริเวณช่วงเปลี่ยนผ่าน (Re 2300–4000) ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานจะถูกประมาณค่าโดยการสอดแทรก การไหลจริงอาจแกว่งไปมาระหว่างการไหลแบบราบเรียบและการไหลแบบปั่นป่วน ควรหลีกเลี่ยงการออกแบบระบบให้ทำงานในบริเวณนี้.
อุปกรณ์และซอฟต์แวร์ปรับสมดุลสนามระดับมืออาชีพ ใช้งานในกว่า 50 ประเทศ.