وبلاگ فوق تخصصی تاسیسات حرارتی و برودتی

روشهای محاسبه افت فشار در لوله‌ها - وبلاگ ساخت پدل پلی اتیلن (تاسیسات حرارتی و برودتی)
X
تبلیغات
رایتل

وبلاگ ساخت پدل پلی اتیلن (تاسیسات حرارتی و برودتی)

تاسیسات حرارتی و برودتی و تهویه مطبوع (پدل پلی اتیلن)

سه‌شنبه 3 اردیبهشت‌ماه سال 1392 ساعت 21:09

روشهای محاسبه افت فشار در لوله‌ها


روابط اصلی

دو رابطه اساسی که در محاسبه افت فشار نقش مهمی دارند عبارتند از:

رابطه دارسی ویسباخ

[رابطه دارسی]

که در آن l طول لوله, d قطر لوله, v سرعت متوسط سیال, λ ضریب افت و h مقدار افت فشار میباشد. بسیاری از روشهای محاسبه افت فشار در واقع روشهایی هستند برای بدست آوردن مقدار λ که با قرار دادن آن در رابطه دارسی می‌توان افت فشار را محاسبه کرد.

عدد رینولدز

[عدد رینولدز]

که در آن V سرعت متوسط سیال, d قطر لوله, ν گرانروی سیال میباشد. عدد رینولدز در واقع شاخصی است برای تعیین میزان مغشوش بودن جریان که در بسیاری از روشها به عنوان پارامتر ورودی مورد استفاده قرار میگیرد.

مشروح روشها

پس از بررسی و مقایسه روشهای ارائه شده در منابع لیستی از تمامی روشهای موجود به شرح زیر حاصل شد.

رابطه برای جریان آرام

[رابطه جریان آرام]

این فرمول فقط برای جریان آرام کاربرد دارد (Re<2300).

رابطه کوناکف Konakov

[رابطه کوناکف]

فقط برای لوله‌های صاف و تنها وقتی که عدد رینولدز بین 2300 و 106 باشد کاربرد دارد.

رابطه بلازیوس Blasius

[رابطه بلازیوس]

فقط برای لوله‌های صاف و تنها وقتی که عدد رینولدز بین 2300 و 105 باشد کاربرد دارد.

رابطه هرمان Hermann

[رابطه هرمان]

فقط برای لوله‌های صاف و تنها وقتی که عدد رینولدز بین 2x104 و 2x106 باشد کاربرد دارد.

رابطه پراندتل Prandtle

[رابطه پراندتل]

فقط برای لوله‌های صاف و تنها وقتی که عدد رینولدز بین 2300 و 4x106 باشد کاربرد دارد.

رابطه نیکورادزه Nikoradze

[رابطه نیکورادزه]

فقط برای لوله‌های صاف و تنها وقتی که عدد رینولدز بین 104 و 108 باشد کاربرد دارد.

رابطه آتشول Altshul

[رابطه آتشول]

که در آن k مقدار زبری مطلق (ارتفاع پستی بلندیهای جدار داخلی لوله) و d قطر لوله میباشند.

رابطه کلبروک Colebrook

[رابطه کلبروک]

رابطه کارمان Karman

[رابطه کارمان]

رابطه دوم کارمان Karman 2

[رابطه کارمان 2]

رابطه جامعه مهندسین اطریشی

[رابطه جامعه مهندسین اطریشی]

که در آن V سرعت متوسط سیال و s افت فشار به ازای واحد طول لوله (شیب هیدرولیکی) بوده و n از فرمول زیر محاسبه میشود:

[رابطه n]

در این رابطه k بر حسب متر است.

رابطه چزی Chezy

[رابطه چزی]

در این رابطه V سرعت بر حسب فوت در ثانیه R شعاع هیدرولیکی بر حسب فوت که برای لوله‌های با مقطع دایره برابر d/4 است و C ضریب رابطه است که با استفاده از جدول زیر محاسبه میشود:

نوع لولهضریب c
لوله خیلی صاف مستقیم140
لوله چدنی نو و صاف130
لوله چدنی متوسط, لوله فولادی نو, لوله فاضلاب110
لوله چدنی چند ساله100
لوله چدنی قدیمی و فرسوده80

رابطه هازن ویلیامز Hazen-Williams

[رابطه هازن ویلیامز]

در این رابطه V سرعت بر حسب فوت در ثانیه R شعاع هیدرولیکی بر حسب فوت و C ضریب رابطه است که با استفاده از جدول زیر محاسبه میشود:

قطر اسمی بر حسب اینچقطر حقیقی بر حسب اینچسرعت بر حسب فوت در ثانیه
1234568101520
3/40.82477818486878890929496
11.04879848688899092949799
1 1/41.380818588909193949699101
1 1/21.618287899093949697101103
22.08488909394959899103105
2 1/22.5858992949697100101104106
33879094969899101103106108
4495101104106107108111114116120
5597103106107110111114115118121
6699104107110111114115116121123
88101106110112114115118120123127
1010103108112114116118120121125129
1212105110114116118120121123127131
1515106112115118120121123125129134
1818108114116120121123125127131136
2020110115118121123125127129134136
2424111116120123125127129131136138
3030114118121125127129131134138141
3636115120123127129131134136141144
4242116121125129131134136138141144
4848118123127129131134136138144147
6060120125129131134136138141147150
7272121127131134136138141144147150
8484123129134136138141144147150153
9696125131136138141144147147153157

رابطه اصلی کلبروک Colebrook

[رابطه اصلی کلبروک]

شکل ترسیمی این فرمول همان نمودار مودی است که کاربرد زیادی در محاسبه افت فشار دارد.

رابطه سوامی جین Swamee-Jain

[رابطه سوامی جین]

این فرمول در واقع رابطه اصلی کلبروک را با 2-5% خطا تخمین میزند.

جدول عمومی 1

این جدول با توجه به قطر لوله و سرعت سیال ضریب افت را بدست می‌دهد. جواب بدست آمده را باید در 10-4 ضرب کرد.

قطر اسمی لوله بر حسب اینچقطر حقیقی بر حسب اینچسرعت بر حسب فوت در ثانیه
1234568101520
3/40.824430390365350340330320305290280
11.048415370350335325315305295275265
1 1/41.38395355335320310300290280265255
1 1/21.61385345325315300295280275255245
22370334315300290285270265245235
2 1/22.5355325305290280275260255240230
33345315295280270265255245230220
44285255240230225220210200190180
55275245230225215210200195185175
66265240225215210200195190175170
88255230215205200195185180170160
1010245220205200190185180175165155
1212235215200190185180175170160150
1414233210197188183178170165155148
1616228205194185180175167162152145
1818220200190180175170165160150140
2020215195185175170165160155145140
2424210190180170165160155150140135
3030200185175165160155150145135130
3636195180170160155150145140130125
4242190175165155150145140135130125
4848185170160155150145140135125120
6060180165155150145140135130120115
7272175160150145140135130125120115
8484170155145140135130125120115110
9696165150140135130125120120110105

جدول عمومی 2

این جدول با در اختیار داشتن جنس و قطر لوله و سرعت سیال ضریب افت را بدست می‌دهد. جواب بدست آمده را باید در 10-4 ضرب کرد.

قطر لولهنوع لولهسرعت بر حسب فوت در ثانیه
123456810152030
4قدیمی435415410405400395395390385375370
متوسط355320310300290285280270260250250
نو300265250240230225220210200190185
خیلی صاف240205190180170165155150140130120
6قدیمی425410405400395395390385380375365
متوسط335310300285280275265260250240235
نو275250240225220210205200190180175
خیلی صاف220190175165160150145140130120115
8قدیمی420405400395390385380375370365360
متوسط320300285280270265260250240235225
نو265240225220210205200190185175170
خیلی صاف205180165155150140135130120115110
10قدیمی415405400395390385380375370365360
متوسط315295280270265260255245240230225
نو260230220210205200190185180170165
خیلی صاف200170160150145135130125115110105
12قدیمی415400395395390385380375365360355
متوسط310285275265260255250240235225220
نو250225210205200195190180175165160
خیلی صاف190165150140140135125120115110105
16قدیمی405395390385380375370365360350350
متوسط300280265260255250240235225215210
نو240220205200195190180175170160155
خیلی صاف180155140135130125120115110105100
20قدیمی400395390385380375370365360350350
متوسط290275265255250245235230220215205
نو230210200195190180175170165160150
خیلی صاف17015013513012512011511010510095
24قدیمی400395385380375370365360355350345
متوسط285265255250245240230225220210200
نو225200195190185180175170165155150
خیلی صاف16514013512512012011511010510095
30قدیمی400385380375370365360355350350345
متوسط280255250245240230225220210205200
نو220195190185180175170165160155150
خیلی صاف16013513012011511511011010510095
36قدیمی395385375370365360355355350345340
متوسط275255245240235230225220210200195
نو215195185180175170165160155150145
خیلی صاف1501351251201151101101051009590
48قدیمی395385370365360355350350345340335
متوسط265250240230225220215210200195190
نو205190180175170165160155150145140
خیلی صاف140125120115110110105100959090

جداول جامعه مهندسین آلمانی

این جداول با استفاده از شدت جریان, قطر و نوع لوله مستقیما افت فشار را بدست می‌دهند. جواب بدست آمده بر حسب متر آب به ازای هر کیلومتر می‌باشد

شدت جریان به لیتر در ثانیهقطر به میلیمتر
40507080100125150200250300
133.510.81.780.930.32     
1.57522.43.81.960.660.220.09   
213038.56.53.31.120.370.15   
328283.5147.052.350.770.310.074  
4 14524.112.13.981.310.520.1230.042 
5 2213718.56.051.960.780.1850.062 
6 31252.5268.582.741.090.2550.0870.033
7  70.134.911.53.61.450.3390.1140.044
8  91.545.214.74.651.840.430.1450.056
9  11456.518.35.752.290.530.1780.07
10  14069.522.372.790.650.2180.085
15   1514915.35.951.360.450.178
20    8426.310.32.320.760.302
30     572251.60.64
40     9837.58.652.751.09
50      5713.34.211.65
60      8018.85.952.34
70       25.38.053.12
شدت جریان به لیتر در ثانیهقطر به میلیمتر
400500600700800900100011001200
100.021        
150.044        
200.0750.025       
300.1570.0520.02      
400.2650.0880.0350.017     
500.4050.1320.0520.0260.014    
600.5650.1840.0740.0360.0180.011   
700.7550.2450.0980.0470.0250.014   
شدت جریان به لیتر در ثانیهقطر به میلیمتر
40507080100125150200250300
80       32.910.34.05
90       41.2135.05
100       50.515.96.2
150        34.113.65
200         23.5
300          
شدت جریان به لیتر در ثانیهقطر به میلیمتر
400500600700800900100011001200
800.970.3140.1250.060.0310.0180.011  
901.320.390.1560.0740.0390.0220.013  
1001.490.480.190.090.0470.0270.0160.01 
1503.221.020.4050.1920.0990.0560.0340.0210.014
2005.551.750.6950.3250.170.0940.0560.0350.023
30012.13.81.50.70.3630.1990.120.0730.048
40020.96.62.61.20.620.3390.2020.1240.082
500 10.23.951.850.940.5150.310.190.123
600 14.45.62.61.320.7250.4370.2650.174
700 197.553.51.770.9750.5820.3550.231
800  9.74.492.291.250.750.4520.295
900  12.25.62.851.580.940.570.37
1000  14.88.853.521.941.150.6950.455
1500   14.87.74.232.51.510.99
2000     7.44.32.61.71
3000      9.45.73.7
4000        6.35
شدت جریان به لیتر در ثانیهقطر به میلیمتر
40507080100125150200250300
133101.80.90.30.94    
1.574223.81.90.630.2050.78   
2125396.53.251.080.360.138   
32758314.57.32.320.750.2950.076  
44751502512.841.30.510.1280.039 
5 2303919.86.220.790.1920.06 
6 3205628.392.81.120.2710.0860.034
7  7638.5123.81.50.3650.1150.046
8  10049.515.54.951.950.460.1470.059
9  1256219.66.22.450.580.1830.074
10   7724.57.72.950.70.2240.091
15   1755416.86.451.520.480.196
20    9529.611.22.60.8450.34
30     65255.81.850.73
40      4410.23.21.28
50      68164.951.95
60       22.772.78
70       30.39.43.7
شدت جریان به لیتر در ثانیهقطر به میلیمتر
400500600700800900100011001200
100.021        
150.045        
200.0780.025       
300.1680.0550.022      
400.2850.0980.0370.018     
500.4350.1450.0570.0270.0140.0270.014  
600.610.2050.0810.0380.01950.011   
700.830.2750.1080.0510.0260.0145   
شدت جریان به لیتر در ثانیهقطر به میلیمتر
40507080100125150200250300
80       3912.24.8
90        15.36
100        197.4
150        42.516.5
200         29
300         65
شدت جریان به لیتر در ثانیهقطر به میلیمتر
400500600700800900100011001200
801.070.360.140.0640.0330.01850.0108  
901.350.450.170.080.0410.0230.0135  
1001.650.550.210.0970.050.0280.01650.012 
1503.71.20.460.2150.1080.060.0360.0220.0145
2006.52.60.80.370.1850.1030.0610.0380.025
30014.54.551.760.810.410.230.1320.0830.054
4002583.11.420.720.40.230.1450.094
500 12.54.82.21.10.610.3550.220.145
600 186.83.21.550.870.510.310.205
700 24.59.24.252.11.170.690.420.275
800  125.52.681.50.90.550.355
900  15.483.41.91.120.70.45
1000  198.64.22.311.370.850.55
1500   18.59.55.131.851.2
2000     95.43.22.08
3000       74.55
4000        7.9

ابزار پرش به بالا

کد جلوگیری از راست کلیک موس

ابزار وبمستر

Online