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管道压降计算器
采用迭代式 Colebrook-White 摩擦系数的 Darcy-Weisbach 方程。支持层流/湍流、管道粗糙度预设值以及管件引起的微小损失。.
达西-魏斯巴赫
科尔布鲁克-怀特
小额损失
巴/千帕/磅/平方英寸
成果
总压降
—
压降(千帕/磅/平方英寸)
—
摩擦损失(仅限管道)
—
小额损失(配件)
—
流速
—
雷诺数
—
达西摩擦系数 f
—
流动状态
—
达西-魏斯巴赫方程
管道内摩擦引起的压降的基本方程:
- f — 达西摩擦系数(无量纲)
- 左 — 管道长度(米)
- D — 管道内径(米)
- ρ — 流体密度(kg/m³)
- v — 平均流速(米/秒)
科尔布鲁克-怀特方程(湍流)
对于湍流(Re > 4000),摩擦系数可通过迭代法求得:
该计算器采用迭代牛顿-拉夫逊法(50 次迭代)以获得与穆迪图相匹配的精确结果。.
层流
对于 Re < 2300(层流),摩擦系数可简化为:
小额损失
管件、阀门、弯头和其他部件会增加额外的压降,用 K 系数表示:
| 配件 | K因子 | 配件 | K因子 |
|---|---|---|---|
| 90°弯头(标准) | 0.9 | 45°弯头 | 0.4 |
| 球(穿过) | 0.4 | Tee(分支) | 1.8 |
| 闸阀(全开) | 0.15 | 球阀(全开) | 0.05 |
| 止回阀(摆动式) | 2.5 | 球阀(全开) | 10 |
| 管道入口(尖锐) | 0.5 | 管道出口 | 1.0 |
| 突然扩张 | ~1.0 | 突然收缩 | ~0.5 |
管道粗糙度值
| 材料 | 粗糙度 ε (mm) | 说明 |
|---|---|---|
| 碳钢 | 0.045 | 新型商用管道 |
| 不锈钢 | 0.015 | 平滑焊接 |
| 铜 | 0.0015 | 拉制管材 |
| 塑料(PE、PVC) | 0.0015 | 非常流畅 |
| 铸铁 | 0.25 | 新的;老化后可达 1–3 毫米 |
| 液压软管 | 0.005 | 橡胶内衬 |
| 具体的 | 0.3 – 3.0 | 取决于最终效果 |
实例
示例——液压管路
鉴于 流量 Q = 60 L/min,管径 D = 25 mm,管长 L = 10 m,钢管(ε = 0.045 mm),油的粘度 ν = 32 cSt,密度 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 → 层
f = 64 / 1592 = 0.04020
ΔP = 0.04020 × (10/0.025) × 870 × 2.037² / 2 = 29,045 帕 = 0.290 巴
⚠️ 注意: 在过渡区(雷诺数 2300–4000),摩擦系数采用插值法计算。实际流动可能在层流和湍流之间波动。应避免设计在该区域运行的系统。.
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