Інструмент вільного інжинірингу
Калькулятор втрати тиску в трубі
Рівняння Дарсі-Вайсбаха з ітераційним коефіцієнтом тертя Коулбрука-Вайта. Підтримує ламінарний/турбулентний режим потоку, типові значення шорсткості труб і місцеві втрати на фітингах.
Результати
Рівняння Дарсі-Вайсбаха
Фундаментальне рівняння для визначення падіння тиску внаслідок тертя в трубі:
- f — Коефіцієнт тертя Дарсі (безрозмірний)
- L — довжина труби (м)
- D — внутрішній діаметр труби (м)
- ρ — густина рідини (kg/m³)
- v — середня швидкість потоку (м/с)
Рівняння Коулбрука-Вайта (турбулентний потік)
Для турбулентного потоку (Re > 4000) коефіцієнт тертя знаходиться ітераційно:
Цей калькулятор використовує ітераційний метод Ньютона-Рафсона (50 ітерацій) для отримання точних результатів, що відповідають діаграмі Муді.
Ламінарний потік
Для Re < 2300 (ламінарний потік) коефіцієнт тертя розраховується просто:
Незначні втрати
Фітинги, клапани, коліна та інші компоненти додають додаткову втрату тиску, виражену через K-коефіцієнти:
| Примірка | К-фактор | Примірка | К-фактор |
|---|---|---|---|
| Коліно 90° (стандартне) | 0.9 | Коліно 45° | 0.4 |
| Трійник (наскрізний) | 0.4 | Трійник (відгалуження) | 1.8 |
| Засувка (повністю відкрита) | 0.15 | Кульовий кран (повністю відкритий) | 0.05 |
| Зворотний клапан (гойдалка) | 2.5 | Кульовий клапан (повністю відкритий) | 10 |
| Вхід у трубу (гострий) | 0.5 | Вихід труби | 1.0 |
| Раптове розширення | ~1.0 | Раптове скорочення | ~0.5 |
Значення шорсткості труб
| Матеріал | Шорсткість ε (mm) | Примітки |
|---|---|---|
| Вуглецева сталь | 0.045 | Нова комерційна труба |
| Нержавіюча сталь | 0.015 | Гладке зварювання |
| Мідь | 0.0015 | Тягнуті труби |
| Пластик (ПЕ, ПВХ) | 0.0015 | Дуже гладко |
| Чавун | 0.25 | Нові; зістарені можуть бути 1–3 мм |
| Гідравлічний шланг | 0.005 | Гумова внутрішня підкладка |
| Бетон | 0,3 – 3,0 | Залежить від фінішної обробки |
Практичний приклад
Дано: Q = 60 L/min, D = 25 mm, L = 10 m, сталева труба (ε = 0.045 mm), олива 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 → Ламінарний
f = 64 / 1592 = 0,04020
ΔP = 0,04020 × (10/0,025) × 870 × 2,037² / 2 = 29,045 Pa = 0.290 bar
⚠️ Примітка: У перехідній області (Re 2300–4000) коефіцієнт тертя інтерполюється. Реальний потік може коливатися між ламінарним та турбулентним. Уникайте проектування систем для роботи в цій області.
Професійні прилади та програмне забезпечення для балансування в польових умовах. Використовуються в більш ніж 50 країнах.
