Знайомтеся з Vibromera.com — нашим новим міжнародним сайтом. Відвідати Vibromera.com →

Інструмент вільного інжинірингу

Калькулятор швидкості потоку в трубі

Обчисліть швидкість потоку v = 4Q/(πd²), число Рейнольдса та перевірте відповідність рекомендованим обмеженням швидкості для гідравлічних та водяних систем.

v = 4Q/(πd²) Re = vD/ν Обмеження швидкості Schedule труби
Швидкі пресети

Результати

Швидкість потоку
—
Швидкість (ft/s)
—
Число Рейнольдса
—
Режим потоку
—
Площа поперечного перерізу
—
Об'єм на метр
—

Формула швидкості потоку

Середня швидкість потоку в круглій трубі визначається з рівняння нерозривності Q = v × A:

  • v — середня швидкість потоку (м/с)
  • Q — об'ємна витрата (m³/s)
  • d — внутрішній діаметр труби (м)
  • A — площа поперечного перерізу труби (м²)

Число Рейнольдса

Число Рейнольдса визначає режим течії — ламінарний, перехідний або турбулентний:

  • Re < 2300 — Ламінарний потік (плавний, упорядкований)
  • 2300 ≤ Re ≤ 4000 — Перехідний (нестабільний)
  • Re > 4000 — Турбулентний потік (хаотичний, підвищене тертя)

Рекомендовані обмеження швидкості

Тип лініїШвидкість (m/s)Швидкість (ft/s)Примітки
Всмоктувальна гідролінія0,5 – 1,51,6 – 4,9Уникайте кавітації на вході насоса
Напірна гідролінія3,0 – 6,09,8 – 19,7До 7 m/s для коротких ділянок
Зливна гідролінія2,0 – 4,06,6 – 13,1Низький тиск, прийнятні труби більшого діаметра
Водопостачання1,0 – 3,03,3 – 9,8Межа шуму ~2,5 m/s у будівлях
Пара (насичена)20 - 4066 - 131Висока швидкість, типова для пари
Стиснене повітря6 - 1520–49Вища швидкість = більший перепад тиску

Довідка з Pipe Schedule — ID за OD і товщиною стінки

Поширені розміри сталевих труб (Schedule 40) із зовнішнім діаметром, товщиною стінки та внутрішнім діаметром:

НомінальнийЗовнішній діаметр (мм)Стіна (мм)Внутрішній діаметр (мм)
DN15 (½ дюйма)21.32.7715.8
DN20 (¾ дюйма)26.72.8720.9
DN25 (1 дюйм)33.43.3826.6
DN32 (1¼ дюйма)42.23.5635.1
DN40 (1½ дюйма)48.33.6840.9
DN50 (2 дюйми)60.33.9152.5
DN65 (2½ дюйма)73.05.1662.7
DN80 (3 дюйми)88.95.4977.9
DN100 (4 дюйми)114.36.02102.3
DN150 (6 дюймів)168.37.11154.1
DN200 (8 дюймів)219.18.18202.7

Практичний приклад

Приклад — Гідравлічна напірна лінія

Дано: Q = 60 л/хв, внутрішній діаметр труби = 25 мм, в'язкість оливи = 32 сСт

Перетворення: 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 → Ламінарний

Швидкість 2,04 m/s перебуває в рекомендованому діапазоні для напірних ліній (оптимально 3–6 m/s, але 2 m/s прийнятно).

⚠️ Примітка: Розрахункова швидкість – це середня швидкість поперечного перерізу труби. Фактична швидкість змінюється від нуля на стінці до максимуму в центрі (параболічний профіль для ламінарного потоку).

Скористайтеся формулою v = 4Q / (π d²). Переведіть витрату Q у м³/с (поділіть л/хв на 60 000) і діаметр d у метри (поділіть мм на 1000). Результат — середня швидкість потоку в м/с.

Наприклад: 60 л/хв через трубу діаметром 25 мм → v = 4 × 0,001 / (π × 0,025²) = 2,04 м/с.

Стандартні рекомендації щодо швидкості потоку в гідравлічних системах:

  • Всмоктувальні лінії: 0,5 – 1,5 m/s (уникайте кавітації на вході насоса)
  • Напірні лінії: 3 – 6 m/s (до 7 m/s на коротких ділянках)
  • Зливні лінії: 2 – 4 m/s

Для водяних систем: 1 – 3 m/s; у будівлях підтримуйте швидкість нижче 2,5 m/s, щоб контролювати шум.

Надмірна швидкість спричиняє:

  • Шум і вібрацію в трубопроводах
  • Збільшення перепаду тиску (пропорційного v²)
  • Ерозію стінок труб і фітингів
  • Ризик кавітації у всмоктувальних лініях
  • Гідроудар у разі раптового закриття клапана

Завжди підбирайте розміри труб так, щоб швидкість залишалася в рекомендованих межах.

Число Рейнольдса Re = vD/ν — це безрозмірне відношення сил інерції до сил в’язкості. Воно визначає режим течії:

  • Re < 2300: Ламінарна течія — плавна, передбачувана, з низьким тертям
  • 2300 – 4000: Перехідний режим — нестійкий, уникайте проєктування для цього діапазону
  • Re > 4000: Турбулентна течія — хаотична, з вищим коефіцієнтом тертя

Режим течії визначає, яку формулу коефіцієнта тертя використовувати для розрахунку перепаду тиску.

В’язкість не змінює безпосередньо швидкість за заданої витрати й заданого розміру труби — рівняння нерозривності v = Q/A не залежить від в’язкості.

Проте в’язкість впливає на число Рейнольдса, яке визначає режим течії та втрати на тертя. Вища в’язкість знижує число Рейнольдса та змінює режим течії й втрати тиску. Для ламінарної течії в круглій трубі коефіцієнт тертя Дарсі становить 64/Re; за однакових швидкості й діаметра труби менше значення Re означає більший коефіцієнт тертя.

Типові значення в’язкості: вода за 20°C ≈ 1 cSt; гідравлічна олива ISO VG 32 за 40°C ≈ 32 cSt; ISO VG 46 за 40°C ≈ 46 cSt.

Процедури, описані на цій сторінці, були розроблені та випробувані в польових умовах командою Vibromera за допомогою Balanset-1A — портативного двоканального балансувального пристрою та аналізатора вібрації для балансування роторів на місці експлуатації.

Vibromera — Портативне балансування & аналіз вібрації
Професійні прилади та програмне забезпечення для балансування в польових умовах. Використовуються в більш ніж 50 країнах.
Дізнатися більше про балансувальні прилади Vibromera
Категорії:

Nikolai Shelkovenko

Nikolai Shelkovenko

Nikolai Shelkovenko — інженер з аналізу вібрації, а також засновник і генеральний директор «Vibromera». Понад 15 років він балансує обертове обладнання в польових умовах, а не на випробувальному стенді: мульчувачі, промислові вентилятори, дробарки, центрифуги, вали та шпинделі. Саме з цієї роботи народилися прилади «Balanset» — вони створювалися як інструмент, який фахівець може принести до машини й використовувати самостійно, на місці, а не як лабораторне обладнання. «Vibromera» заснована у 2017 році, з 2023 року базується в Порту, Португалія. Розробка, складання та підтримка лінійки «Balanset» відбуваються саме тут. Флагманський прилад — «Balanset-1A», портативний аналізатор для одно- та двоплощинного балансування і вібраційної діагностики. Nikolai особисто бере участь у підтримці клієнтів, вирішенні складних випадків балансування та розробці програмного забезпечення. Він працює з клієнтами по всьому світу, будь-якою мовою.

WhatsApp
Balanset-1A - 1975 євроЗапитайте інженера