راهنمای خرید پکیج دیواری

 پکیج دیواری دستگاهی است که جایگزین موتورخانه مرکزی شوفاژ گردیده و آب گرم مورد نیاز جهت تامین گرمایش محیط، به وسیله رادیاتورها و آب گرم بهداشتی جهت مصارف روزمره از قبیل شستشو، استحمام و غیره را فراهم می نماید. 

گرمایش مطبوع محل سکونت و آب گرم بهداشتی، همواره از نیازهای اولیه بشر بوده و می باشد. 
شاید هنوز هم استفاده از کرسی های ذغالی و بخاری های نفتی را در بعضی از نقاط کشور عزیزمان شاهد باشیم، ولی حقیقت این است که با توجه به فراوانی گاز طبیعی و برقراری امکان دسترسی به این موهبت الهی، تکنولوژی رابر آن داشته است که راهکارهای جدیدی را برای بشر مهیا سازد. 

در حال حاضر، پکیج دیواری متداول ترین وسیله ایجاد گرمایش شوفاژ در سراسر دنیا است. 
عدم اشغال فضای مفید، ایمنی بسیار بالا، استقلال کامل هر واحد مسکونی و رضایت کامل و کافی از عملکرد پکیج دیواری، تقریبا جایی برای تردید در استفاده از این سیستم در منازل و واحدهای تجاری باقی نمی گذارد. 

راندمان بالا و مصرف بهینه سوخت گاز، از دیگر عواملی هستند که دستگاههای اجرایی را نیز تشویق به توسعه استفاده از پکیج دیواری می نماید. 
پکیج دیواری، که فقط نوع فن دار آن از نظر استانداردهای معتبر دنیا تایید می گردد، علاوه بر تامین گرمایش داخل خانه یا محل تجاری، از طریق رادیاتور یا فن کوئل یا گرمایش از کف، آب گرم بهداشتی را نیز بصورت فوری در اختیار مصرف کننده قرار می دهد. همچنین ترکیب این دستگاه با کولر گازی از طریق یک کویل آب گرم، می تواند علاوه بر صرفه جویی در مصرف انرژی، گرمایش مطبوع تر و ارزانتری را برای مصرف کننده مهیا سازد. 

استفاده از دودکش مخصوص، کواکسیال (دو جداره) در هنگام نصب پکیج دیواری، این امکان را فراهم می نماید که علاوه بر خروج دود ناشی از کار کرد دستگاه به محیط خارج، هوای مصرفی مورد نیاز دستگاه نیز از محیط خارج تامین می گردد و در نتیجه ایمنی کاملی برای مصرف کننده فراهم می گردد. 

نحوه ی عملکرد زمستانی

پکیج دیواری در فصل زمستان آب گرم مدار گرم کننده را تامین می کند. 
وقتی شیر آب گرم مصرفی باز شود با عبور جریان آب از سنسور فشار میکروسوِئیچ این سنسورفعال شده با ارسال فرمان به شیر سه طرفه ی برقی از طریق برد کنترل الکترونیک مدار رادیاتور ها موقتا قطع شده آب مدار گرم کننده به مبدل حرارتی ثانویه پوسته – لوله هدایت می شود. 

به این ترتیب آب گرم مصرفی به صورت فوری تامین می گردد. 
بلافاصله پس از بسته شدن شیر آب گرم مصرفی شیر سه طرفه ی برقی به طور خودکار آب گرم مدار گرم کننده را به مدار رادیاتورهدایت می کند. 

نحوه ی عملکرد تابستانی

در این حالت پکیج دیواری تنها در زمان نیاز به تامین آب گرم مصرفی به صورت خودکار روشن می شود. 
هنگامی که مصرف کننده یکی از شیرهای آب گرم را باز میکند فرمان روشن شدن مشعل از طریق میکروسوئیچ سنسور فشار وبرد کنترل الکترونیک صادر شده آب گرم مصرفی با بهره گیری از مبدل حرارتی ثانویه پوسته و لوله به صورت فوری تامین می شود با بسته شدن اب گرم مصرفی بلافاصله دستگاه خاموش خواهد شد. 

مزایای پکیج دیواری

1. استقلال واحدهای مسکونی از یکدیگر
2. استقلال هر واحد مسکونی در تامین آب گرم مصرفی و گرمایش محیط
3. عدم نیاز به احداث موتور خانه ی مرکزی
4. امکان کنترل سیستم در داخل ساختمان
5. عدم هزینه شارژ ماهانه و تعمیر و نگهداری
6. سهولت در نصب ، راه اندازی ، سرویس و نگهداری
7. راندمان بالاتر نسبت به موتور خانه مرکزی
8. امنیت بالاتر بخاطر و جود سنسورهای آب گرم مصرفی و شوفاژ و سنسور دود و .......
9. عدم اشغال فضای مفید در ساختمانها
10. ابعاد کوچک، تقریبا به اندازه یک دستگاه آبگرمکن دیواری معمولی
11. تنظیم دما به میزان دلخواه
12. تامین آب گرم دائم و فراوان در کمترین زمان و جلوگیری از اتلاف انرژی
13. هر زمان که شما به آب گرم نیاز داشته باشید دستگاه روشن می شود و در مواقع دیگر خاموش است
14. ایمنی کامل (دستگاه به صورتی طراحی گردیده که هیچ خطری را متوجه مصرف کننده آن نمی سازد)
15. عملکرد مطمئن (تامین گرمایش واحدهای مسکونی تا متراژ حداکثر 350 متر مربع به صورت کامل )
16. کارکرد آرام و بدون صدا
17. راندمان حرارتی بالا همزمان با صرفه جویی در مصرف سوخت
18. کوتاه شدن مسیر لوله های انتقال آب گرم رادیاتور و آب گرم مصرفی به محل مورد نظر و در نتیجه جلوگیری از اتلاف انرژی و زمان

معایب پکیج دیواری

• اشغال فضایی معادل یک کابینت از حجم آشپز خانه

انواع پکیج شوفاژ

1. زمینی
2. دیوای
3. دودکشدار
4. فن دار

نکته بسیار مهم در انتخاب پکیج دیواری شرایط دودکش ساختمان می باشد که برای برطرف شدن مشکل دودکش، در ساختمان هایی که دودکش مناسب جهت راه اندازی دستگاه ها را ندارند، دستگاه ها در 2 نوع دودکش دار و فن دار طراحی شده اند. 

پارامترهای مهم برای انتخاب پکیج دیواری

1. دودکش ساختمان
2. متراژ ساختمان
3. مقدار مورد نیاز آب گرم مصرفی
4. تامین اکسیژن مورد نیاز دستگاه

علاوه بر اینکه به ازاء هر کیلووات توان دستگاه یک متر مکعب فضا نیاز است، فضای اتاق محل نصب دستگاه نیز باید به محیط هوای آزاد بیرون از اتاق محل نصب دستگاه بوسیله بک دریچه دائما باز ارتباط داشته باشد تا اکسیژن مورد نیاز دستگاه از محیط بیرون از اتاق محل نصب دستگاه تامین گردد و هم در صورت نشتی احتمالی، گاز در محیط اتاق جمع نشود. 

گروه آب و هوایی کشور عزیزمان ایران عبارتند از

جهت در نظر گرفتن میزان گرمای لازم جهت گرم کردن، یک متر مربع از ساختمان باید بعضی از شرایط در نظر گرفته شود و مهمترین موضوع محاسبه دقیق محل نصب و شرایط آب و هوایی شهری است در آن زندگی می کنیم.

1. معتدل و مرطوب ( شهر های شمالی )
2. گرم و خشک ( مشهد، تهران و شهرهای کوهستانی )
3. گرم و مرطوب ( شهر های جنوبی )

ساختمان ها از لحاظ معماری و ساخت به 3 گروه تقسیم می شوند

1. گروه اول: ساختمان هایی که در آنها از پنجره های دوجداره استفاده شده است و دیوارهای خارجی نیز عایق شده است و در آنها پرت حرارت بسیار پایین است.
2. گروه دوم: ساختمان هایی که از لحاظ ساخت معمولی می باشند و در آنها از پنجره معمولی فلزی استفاده شده و پرت حرارت در آنها معمولی می باشد ( مانند آپارتمان های معمولی )
3. گروه سوم: ساختمان هایی که از لحاظ معماری و ساخت قدیمی می باشند و پرت حرارت در آنها بسیار بالا است و در آنها از در و پنجره های مناسبی استفاده نشده است.

جهت جغرافیایی ساختمان

یکی دیگر از شرایط ساختمان ها جهت آنهاست که از لحاظ تابش آفتاب بسیار حائز اهمیت می باشد. 
به طور مثال واحدی که در انتهای یک ساختمان شمالی قرار دارد نسبت به واحدی که در سمت حیاط یک ساختمان جنوبی قرار دارد نور کمتری به آن تاییده می شود و سردتر است. 

ویا واحدی که در طبقه آخر یا طبقه همکفی که زیر آن پارکینگ قرار دارد بدیل داشتن ارتباط بیشتر با فضای آزاد سردتر از واحدی است که بالا و پایین آن مسکونی است ( مانند طبقات دوم و سوم در یک ساختمان چهار طبقه ) 

محاسبه سر انگشتی برای انتخاب یک پکیج دیواری مناسب

1. معتدل و مرطوب ( شهر های شمالی )
   • ساختمان های دسته اول: برای هر متر مربع 80 تا 100 وات
   • ساختمان های دسته دوم: برای هر متر مربع 100 تا 120 وات
   • ساختمان های دسته سوم: برای هر متر مربع 120 تا 140 وات


2. گرم و خشک ( شهر های کوهستانی مانند مشهد، تهران )
   • ساختمان های دسته اول: برای هر متر مربع 100 تا 120 وات
   • ساختمان های دسته دوم: برای هر متر مربع 120 تا 140 وات
   • ساختمان های دسته سوم: برای هر متر مربع 140 تا 160 وات


3. گرم و مرطوب ( شهر های جنوبی )
   • ساختمان های دسته اول: برای هر متر مربع 60 تا 80 وات
   • ساختمان های دسته دوم: برای هر متر مربع 80 تا 100 وات
   • ساختمان های دسته سوم: برای هر متر مربع 100 تا 120 وات

این اعداد به محاسبه سر انگشتی معروف است و مربوط به مناطق آب و هوایی ایران می باشد. 

مواردی که باید قبل از خرید و یا در حین نصب پکیج دیواری به آنها توجه شود

1. فشار آب شهر در محل نصب پکیج دیواری می باید حد اقل 1 و حد اکثر 3.5 اتمسفر باشد.
2. در صورتیکه بخشی از مسیر دودکش پکیج دیواری، بصورت افقی(بیش از 30 سانتی متر) باشد، استفاده از پکیج های فن دار الزامی است.
3. در صورتیکه محل نصب پکیج دیواری گازسوز در بالکن یا فضای باز می باشد، باید از وزش مستقیم باد یا جریان تند هوا محفوظ شده باشد.
4. با توجه به هد پمپ سیر کولاتور در دستگاههای پکیج گرمایشی، حد اکثر طول لوله کشی افقی آب برای رادیاتور های شوفاژ حدود 35 متر می باشد.

ظرفیت حرارتی پکیج های دیواری و زمینی با قدرتی از 20000 تا 50000 وات بر ساعت ساخته میشوند و آنها را مناسب برای واحد های مسکونی از 60 تا 350 متر مربع با ظرفیت های 20 تا 35 هزار وات بر ساعت در نظر میگیرند. 

در محل هایی که ارتفاع از سطح دریا بیشتر باشد به ازء هر 600 متر ارتفاع اضافی 30% از ظرفیت حرارتی ناشی از احتراق کاسته میشود و در نتیجه کلیه ی دستگاهای احتراقی دارای ظرفیت خروجی کمتری خواهند بود. 

برای جلوگیری از رسوب گرفتن مبدل ( به خصوص برای شهر هایی که درجه سختی آب آن بالا است ) استفاده از یک رسوب زدای مغناطیسی مناسب در مسیر ورودی آب سرد به دستگاه را باید در زمان نصب پکیج دیواری نصب نمود. 

شرایط مورد نیاز جهت استفاده از از پکیج دیواری دودکش دار

1. قطر لوله دودکش ساختمان برای استفاده از پکیج دیواری باید 15 سانتیمتر باشد.
2. هر وسیله گاز سوز باید دارای شیر گاز مستقل و یک دودکش مستقل باشد تا مکش دود به درستی انجام شود.
3. هرگز نمی توان پکیج دیواری را به دودکش های مشترک و شیر گاز مشترک وصل نمود.
4. چنانچه قسمتی از لوله دودکش در فضای آزاد قرار بگیرد، باید آن قسمت را با عایق پشم شیشه عایق نمود، زیرا اگر بدنه دودکش در اثر تماس با هوای محیط سرد شود، دودی که از آن عبور کرده سرد شده و به سختی تخلیه می شود و موجب می گردد کشش دودکش کم شود و باعث می شود تا دود از دودکش تخلیه نشود و سنسور دود عمل کند و پکیج دیواری خاموش شود. البته این خاموش شدن به خاطر ایمنی مصرف کننده می باشد.


5. در تمام پکیج های دیواری فاصله از کلاهک تعدیل دستگاه تا کلاهک تعدیل پشت بام ( ارتفاع عمودی دودکش ساختمان ) باید حداقل حدود 4 متر باشد.
6. طول لوله افقی دودکش نباید از 20 سانتیمتر بیشتر باشد و لوله افقی دودکش باید با شیب مناسب و مثبت به سمت بالا داشته باشد.
7. در صورتی که از پکیج دیواری دودکش دار استفاده شود، باید انتهای لوله دودکش در پشت بام باید اچ شکل باشد.
8. هر گاه هر کدام از شرایط مورد نیاز پکیج دیواری دودکش دار فراهم نباشد، نمی توان از دستگاه دودکش دار استفاده نمود و باید از دستگاه فن دار استفاده شود.
9. دود کش ساختمان باید مستقل و فقط مخصوص همان دستگاه باشد.

شرایط مورد نیاز جهت استفاده از از پکیج دیواری فن دار

پکیج دیواری فن دار طوری طراحی شده است که نیازی به دودکش ساختمان ندارد و هوای مورد نیاز سوختن در دستگاه از محیط آزاد ( بیرون از محل نصب دستگاه ) به داخل دستگاه مکیده می شود. 

به همین دلیل پکیج دیواری فن دار مجهز به یک دودکش مخصوص دوجداره می باشد که جداره داخلی آن قطرش 6 سانتیمتر می باشد و دود دستگاه از طریق این لوله به محیط بیرون تخلیه می گردد و جداره خارجی آن 10 سانتیمتر می باشد. 

لوله 6 سانتیمتر تخلیه دود در آن قرار دارد و هوای تازه مورد نیاز جهت سوختن در دستگاه از طریق این لوله وارد محفظه احتراق دستگاه می شود. 

1. هرگز نباید جداره بیرونی دودکش پکیج دیواری فن دار را جدا نمود و از هوای محیط اطراف محل نصب دستگاه استفاده نمود.
2. لوله دودکش پکیج دیواری فن دار باید حتما به محیط آزاد بیرون از محل نصب دستگاه ارتباط داشته باشد تا دود ایجاد شده در دستگاه به محیط بیرون از منزل تخلیه گردد و هم هوای مورد نیاز پکیج دیواری از محیط بیرون از منزل مسکونی تامین گردد.


3. اگر در مواردی فاصله بین پکیج دیواری و پنجره یا دیوار خارجی بیشتر از اندازه طول لوله دودکش دوجداره موجود داخل کارتن باشد، یا نیاز به زانو باشد، باید حتما از لوله رابط و زانوی مخصوص دوجداره پکیج دیواری فن دار استفاده نمود.


4. نهایت طول لوله دودکش پکیج دیواری فن دار 4 متر افقی می باشد که به ازاء استفاده از هر زانو، 1متر از 4 متر طول لوله دودکش کم کی شود.
5. بخاطر اینکه قدرت مکش و دهش فن برای 4 متر طراحی شده است، در مواردی که طول دودکش کم باشد بدلیل قدرت زیاد فن هوای ورودی به محفظه احتراق پکیج دیواری بیش از حد لازم می شود و باعث می شود که دستگاه براحتی و سریع روشن نشود و برای رفع این مشکل 2 حلقه فلزی داخل کارتن دستگاه موجود می باشد که سایز یکی 75 میلیمتر و دیگری 80 میلیمتر می باشد که برای کم کردن دبی هوای ورودی به محفظه احتراق می توان از آنها استفاده نمود 
   اگر طول لوله دودکش کمتر از 1 متر باشد، باید از حلقه سایز 80 میلیمتر استفاده شود و اگر بین 1 تا 1/5 متر باشد، باید از حلقه سایز 75 میلیمتر استفاده نمود و زمانی که طول دودکش بیشتر از 1/5 متر باشد، نیازی به استفاده از حلقه های کم کننده دبی نمی باشد.


6. در محل هایی که دودکش مناسب وجود نداشته و یا دودکش موجود در ساختمان از کشش مناسبی برخوردار نباشد، باید حتما از پکیج دیواری فن دار استفاده شود.


7. دودکش مخصوص دو جداره پکیج دیواری فن دار وظیفه تخلیه دود دستگاه به محیط بیرون و تامین هوای تازه مورد نیاز سوختن در دستگاه را از میحط بیرون بر عهده دارد و باید وارد محیط آزاد شود و هرگز نباید به داخل دودکش ساختمان متصل شود.


8. هرگز نباید دودکش مخصوص پکیج دیواری فن دار دستکاری و خارج از استاندارد شرکت نصب گردد.
9. به این نکته مهم توجه داشته باشید، در زمانی از پکیج دیواری فن دار استفاده می گردد که یا متراژ محل نصب دستگاه کمتر از 120 متر می باشد و یا لوله دودکش استانداره 15 سانتیمتر وجود ندارد و یا اینکه اگر لوله دودکش از سایز 15 سانتیمتر برخوردار می باشد، ارتفاع آن از 4 متر کمتر است. در همه این موارد بایستی حتما از پکیج دیواری فن دار استفاده نمود. تا بحال این سوال پرسیده شده که لوله دودکش از استاندارد لازم برخوردار است و مکش در لوله بخوبی انجام می گیرد و لی چرا باز باید دستگاه فن دار استفاده نمود. جواب آن دسته از دوستان این است که متراژ کمتر از 120 متر مربع می باشد و در صورتی که دستگاه پکیج دیواری دودکش دار نصب شود اکسیژن مورد نیاز برای احتراق از داخل محیط تامین می گردد و این موضوع بسیار خطرناک بوده و در صورتی که مشتری حتما بخواهد از دستگاه پکیج دیواری دودکش دار استفاده نماید حتما باید به مرکز نصب و خدمات برند مربوطه تعهد نماید که یک دریچه ورودی هوا به داخل محیط و نزدیک به پکیج دیواری همیشه باز بوده و همیشه هوای تازه و سالم وارد محیط میشود.
   

شرایط و مقدار مورد نیاز آب گرم مصرفی در ساختمان

دستگاه پکیج دیواری وظیفه گرم نمودن رادیاتور های ساختمان و تامین آب گرم مصرفی در ساختمان را بر عهده دارد. 
پکیج دیواری بدلیل نداشتن منبع ذخیره آب گرم، امکان گرم نمودن رادیاتور ها و گرم نمودن آب گرم مصرفی را بطور همزمان ندارند و در طراحی سیستم اولویت گرمایش با گرم نمودن آب گرم مصرفی می باشد. 

بعد از باز شدن شیر آب گرم مصرفی تمام قدرت دستگاه صرف گرم نمودن آب گرم مصرفی می شود و اگر شیر آب گرم مصرفی به طور طولانی باز بماند، رادیاتور ها سرد می شوند. 
لازم است در مصرف آب گرم به این نکته توجه نمود که نباید به طور طولانی شیر آب گرم در زمستان باز بماند تا رادیاتور ها سرد بشوند. 

کدام پکیج برای منزل شما ایده آل تر است

1. تا زیر بنای 240 متر مربع: میزان آبدهی یک پکیج دیواری 24 کیلو وات ( 24000 وات )، 7 لیتر در دقیقه آب 50 درجه سانتی گراد می باشد که برای منزل مسکونی معمولی با یک حمام و یا یک سرویس بهداشتی و آشپزخانه مناسب است.


2. تا زیر بنای 280 متر مربع: میزان آبدهی یک پکیج دیواری 28 کیلووات ( 28000 وات )، 8 لیتر در دقیقه آب 50 درجه سانتی گراد می باشد که برای منزل مسکونی با یک حمام و یک سرویس بهداشتی و آشپزخانه مناسب است، ولی برای منزل مسکونی که دارای دو حمام و یک سرویس بهداشتی و آشپزخانه می باشد مناسب نیست.


3. تا زیر بنای 300 متر مربع: میزان آبدهی پکیج دیواری 35 کیلووات ( 35000 وت )، 10 لیتر در دقیقه آب 50 درجه سانتی گراد می باشد که برای واحدی که دارای 2 حمام و سرویس بهداشتی و آشپزخانه می باشد مناسب است.

محلی که برای نصب پکیج دیواری انتخاب میشود باید دارای شرایط ذیل باشد

1. بالای اجاق گاز و سایر وسایل گرمازا نباشد.
2. حدالقل فاصله ی دستگاه از دیوار مقابل یک متر باشد.
3. حدالقل فاصله از دیوار یا کابینت مجاور از طرفین 15ساتی متر باشد.
4. حدالقل فاصله از کف تا زیر پکیج 120سانتی متر باشد.
5. حدالقل فاصله ی عمودی از کلاهک تعدیل پکیج تا دریچه دودکش باید 30 سانتیمتر باشد. 
   هرگز نباید کلاهک تعدیل پکیج دیواری را به دریچه دودکش داخل دیوار نصب نمود و حداقل 30 سانتیمتر پایین تر از دریچه دودکش نصب گردد و هر چه بتوان دستگاه را نسبت به دریچه دودکش پایین تر نصب گردد بهتر است. زیاد شدن فاصله پکیج به دریچه باعث زیاد شدن مکش دستگاه می شود. 


6. در صورتیکه قصد خرید پکیج دیواری دودکش دار دارید و می خواهید پکیج را در داخل کابینت نصب کنید، حتما توجه کنید که دستگاه برای احتراق نیاز به اکسیژن دارد و حتما باید درب کابینت کرکره ای باشد تا پکیج، اکسیژن مورد نیاز خود را از محیط دریافت کند.

نحوه استفاده از نمودار موودی

How Fluid Properties Influence Head Loss in a Piping System

•  
• 

There are two key fluid properties that influence the head loss in pipe: the fluid's density and viscosity, and these properties vary with temperature in such a way that they have competing influences on the head loss. To evaluate these competing influences, we need to  begin with some fundamental equations and graphs and to analyze just fluid properties, we'll use water as an example to solidify the underlining principle and keep the flow rate, pipe roughness, pipe length, and pipe size constant.

There are several equations used to calculate the head loss in a pipe. The Reynolds Number must first be calculated, then the friction factor, and then the Darcy head loss equation can be used to determine the head loss. The Hazen-Williams head loss equation used in some industries is not considered in this article because it is used just for water close to 60° F, but the principles discussed will still apply.

Calculating the Reynolds Number:

The first equation to review is the Reynolds Number equation. This equation is show below.

Looking at this equation one can note the density (  ) is in the numerator and the viscosity (μ) is in the denominator. 

Determining the Friction Factor:

The equation to calculate the friction factor is complex, so the Moody diagram is used to show how the friction factor varies with the Reynolds Number. A Moody diagram is show below.


In the transition zone for a given relative roughness, the higher the Reynolds number results in a lower the friction factor. Conversely, the lower the Reynolds Number results in the higher the friction factor. 

Calculating the Head Loss:

Following is the Darcy head loss equation. It is important to note the friction factor (f) is in the numerator. 

Evaluating the Equations and Graphs:

How the calculated value changes for an equation depends on whether a variable is in the numerator or denominator.  If a variable in the numerator increases, the overall calculated value increases and if the variable in the numerator decreases, the overall calculated value decreases.

If the variable in the denominator increases, the overall calculated value decreases and if the value in the denominator decreases, the overall calculated value increases. Using this relationship, the Reynolds Number equation would have the following correlation for all possible changes of the fluid properties.

For the Moody diagram, the following correlation applies.

 




For the Darcy head loss equation, the following correlation applies:

With these correlations in mind, the best way to understand the numerator-denominator increase-decrease relationship is by looking at how both properties change for a real fluid with an example. For this analysis, water will be used as the fluid and the overriding external condition to cause density and viscosity to change will be a temperature variation. Fluid temperature variation is very common in piping systems. From chilled water application in the HVAC industry to process water application in the chemical process industry, water temperature is always changing.

The temperature verses density relationship for water can be seen in the following graph.

This graph shows water density decreasing as the temperature goes from 33 °F to 210 °F.

Next, the temperature verses viscosity relationship is shown below.

This graph shows the water viscosity decreasing as the temperature goes from 33 °F to 210 °F.

Note the change in the magnitude of the density (62.42 to 59.75) is only a 4.28 % over the temperature range. Whereas the change in the magnitude of the viscosity (1.633 to .2736) is 83.25% over the same temperature range. Both density and viscosity decrease with an increase in temperature, which means they have competing influences on the head loss. To determine which has the dominant influence, the head loss must be calculated for a given change in temperature (and corresponding changes in density and viscosity).

Following is a table showing the water fluid properties at two different temperatures and the calculated results for the Reynolds Number, friction factor, and head loss.

 

Looking at the above table, as the temperature increases, the density and viscosity decrease and the overall head loss decreases. This demonstrates that viscosity has the dominant influence on the head loss for water.

One should be cautious about making this assumption for all fluids, however. This analysis should be done for the particular fluid that is being used because the fluid properties may change differently for different fluids (particularly gases).

It is necessary to have good understanding of the density-numerator and viscosity-denominator relationship in the Reynolds Number equation, including how a change in the Reynolds Number moves the friction factor value on the Moody Diagram either to the left or right. Once the friction factor is determined, then a direct relationship between friction factor and the head loss value can be observed. This is important for accurately balancing the fluid piping system.

This is just one topic covered in the Piping System Fundamentals book and class. For more information on the Piping System Fundamentals book go to: www.eng-software.com/products/books/psfbook.aspx . 

For more information on the Piping System Fundamentals two day training course go to:  www.eng-software.com/products/PSTraining/PSF/default.aspx . 

روشهای محاسبه افت فشار در لوله‌ها

روابط اصلی

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

رابطه دارسی ویسباخ

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

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

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

رابطه کوناکف Konakov

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

رابطه بلازیوس Blasius

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

رابطه هرمان Hermann

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

رابطه پراندتل Prandtle

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

رابطه نیکورادزه Nikoradze

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

رابطه آتشول Altshul

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

رابطه کلبروک Colebrook

رابطه کارمان Karman

رابطه دوم کارمان Karman 2

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:

در این رابطه k بر حسب متر است.

رابطه چزی Chezy

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 لوله	ضریب c
لوله خیلی صاف مستقیم	140
لوله چدنی نو و صاف	130
لوله چدنی متوسط, لوله فولادی نو, لوله فاضلاب	110
لوله چدنی چند ساله	100
لوله چدنی قدیمی و فرسوده	80

رابطه هازن ویلیامز Hazen-Williams

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 اینچ	قطر حقیقی بر حسب اینچ	سرعت بر حسب فوت در ثانیه
		1	2	3	4	5	6	8	10	15	20
3/4	0.824	77	81	84	86	87	88	90	92	94	96
1	1.048	79	84	86	88	89	90	92	94	97	99
1 1/4	1.380	81	85	88	90	91	93	94	96	99	101
1 1/2	1.61	82	87	89	90	93	94	96	97	101	103
2	2.0	84	88	90	93	94	95	98	99	103	105
2 1/2	2.5	85	89	92	94	96	97	100	101	104	106
3	3	87	90	94	96	98	99	101	103	106	108
4	4	95	101	104	106	107	108	111	114	116	120
5	5	97	103	106	107	110	111	114	115	118	121
6	6	99	104	107	110	111	114	115	116	121	123
8	8	101	106	110	112	114	115	118	120	123	127
10	10	103	108	112	114	116	118	120	121	125	129
12	12	105	110	114	116	118	120	121	123	127	131
15	15	106	112	115	118	120	121	123	125	129	134
18	18	108	114	116	120	121	123	125	127	131	136
20	20	110	115	118	121	123	125	127	129	134	136
24	24	111	116	120	123	125	127	129	131	136	138
30	30	114	118	121	125	127	129	131	134	138	141
36	36	115	120	123	127	129	131	134	136	141	144
42	42	116	121	125	129	131	134	136	138	141	144
48	48	118	123	127	129	131	134	136	138	144	147
60	60	120	125	129	131	134	136	138	141	147	150
72	72	121	127	131	134	136	138	141	144	147	150
84	84	123	129	134	136	138	141	144	147	150	153
96	96	125	131	136	138	141	144	147	147	153	157

رابطه اصلی کلبروک Colebrook

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

رابطه سوامی جین Swamee-Jain

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 اینچ	قطر حقیقی بر حسب اینچ	سرعت بر حسب فوت در ثانیه
		1	2	3	4	5	6	8	10	15	20
3/4	0.824	430	390	365	350	340	330	320	305	290	280
1	1.048	415	370	350	335	325	315	305	295	275	265
1 1/4	1.38	395	355	335	320	310	300	290	280	265	255
1 1/2	1.61	385	345	325	315	300	295	280	275	255	245
2	2	370	334	315	300	290	285	270	265	245	235
2 1/2	2.5	355	325	305	290	280	275	260	255	240	230
3	3	345	315	295	280	270	265	255	245	230	220
4	4	285	255	240	230	225	220	210	200	190	180
5	5	275	245	230	225	215	210	200	195	185	175
6	6	265	240	225	215	210	200	195	190	175	170
8	8	255	230	215	205	200	195	185	180	170	160
10	10	245	220	205	200	190	185	180	175	165	155
12	12	235	215	200	190	185	180	175	170	160	150
14	14	233	210	197	188	183	178	170	165	155	148
16	16	228	205	194	185	180	175	167	162	152	145
18	18	220	200	190	180	175	170	165	160	150	140
20	20	215	195	185	175	170	165	160	155	145	140
24	24	210	190	180	170	165	160	155	150	140	135
30	30	200	185	175	165	160	155	150	145	135	130
36	36	195	180	170	160	155	150	145	140	130	125
42	42	190	175	165	155	150	145	140	135	130	125
48	48	185	170	160	155	150	145	140	135	125	120
60	60	180	165	155	150	145	140	135	130	120	115
72	72	175	160	150	145	140	135	130	125	120	115
84	84	170	155	145	140	135	130	125	120	115	110
96	96	165	150	140	135	130	125	120	120	110	105

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 لوله	نوع لوله	سرعت بر حسب فوت در ثانیه
		1	2	3	4	5	6	8	10	15	20	30
4	قدیمی	435	415	410	405	400	395	395	390	385	375	370
	متوسط	355	320	310	300	290	285	280	270	260	250	250
	نو	300	265	250	240	230	225	220	210	200	190	185
	خیلی صاف	240	205	190	180	170	165	155	150	140	130	120
6	قدیمی	425	410	405	400	395	395	390	385	380	375	365
	متوسط	335	310	300	285	280	275	265	260	250	240	235
	نو	275	250	240	225	220	210	205	200	190	180	175
	خیلی صاف	220	190	175	165	160	150	145	140	130	120	115
8	قدیمی	420	405	400	395	390	385	380	375	370	365	360
	متوسط	320	300	285	280	270	265	260	250	240	235	225
	نو	265	240	225	220	210	205	200	190	185	175	170
	خیلی صاف	205	180	165	155	150	140	135	130	120	115	110
10	قدیمی	415	405	400	395	390	385	380	375	370	365	360
	متوسط	315	295	280	270	265	260	255	245	240	230	225
	نو	260	230	220	210	205	200	190	185	180	170	165
	خیلی صاف	200	170	160	150	145	135	130	125	115	110	105
12	قدیمی	415	400	395	395	390	385	380	375	365	360	355
	متوسط	310	285	275	265	260	255	250	240	235	225	220
	نو	250	225	210	205	200	195	190	180	175	165	160
	خیلی صاف	190	165	150	140	140	135	125	120	115	110	105
16	قدیمی	405	395	390	385	380	375	370	365	360	350	350
	متوسط	300	280	265	260	255	250	240	235	225	215	210
	نو	240	220	205	200	195	190	180	175	170	160	155
	خیلی صاف	180	155	140	135	130	125	120	115	110	105	100
20	قدیمی	400	395	390	385	380	375	370	365	360	350	350
	متوسط	290	275	265	255	250	245	235	230	220	215	205
	نو	230	210	200	195	190	180	175	170	165	160	150
	خیلی صاف	170	150	135	130	125	120	115	110	105	100	95
24	قدیمی	400	395	385	380	375	370	365	360	355	350	345
	متوسط	285	265	255	250	245	240	230	225	220	210	200
	نو	225	200	195	190	185	180	175	170	165	155	150
	خیلی صاف	165	140	135	125	120	120	115	110	105	100	95
30	قدیمی	400	385	380	375	370	365	360	355	350	350	345
	متوسط	280	255	250	245	240	230	225	220	210	205	200
	نو	220	195	190	185	180	175	170	165	160	155	150
	خیلی صاف	160	135	130	120	115	115	110	110	105	100	95
36	قدیمی	395	385	375	370	365	360	355	355	350	345	340
	متوسط	275	255	245	240	235	230	225	220	210	200	195
	نو	215	195	185	180	175	170	165	160	155	150	145
	خیلی صاف	150	135	125	120	115	110	110	105	100	95	90
48	قدیمی	395	385	370	365	360	355	350	350	345	340	335
	متوسط	265	250	240	230	225	220	215	210	200	195	190
	نو	205	190	180	175	170	165	160	155	150	145	140
	خیلی صاف	140	125	120	115	110	110	105	100	95	90	90

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 ثانیه	قطر به میلیمتر
	40	50	70	80	100	125	150	200	250	300
1	33.5	10.8	1.78	0.93	0.32
1.5	75	22.4	3.8	1.96	0.66	0.22	0.09
2	130	38.5	6.5	3.3	1.12	0.37	0.15
3	282	83.5	14	7.05	2.35	0.77	0.31	0.074
4		145	24.1	12.1	3.98	1.31	0.52	0.123	0.042
5		221	37	18.5	6.05	1.96	0.78	0.185	0.062
6		312	52.5	26	8.58	2.74	1.09	0.255	0.087	0.033
7			70.1	34.9	11.5	3.6	1.45	0.339	0.114	0.044
8			91.5	45.2	14.7	4.65	1.84	0.43	0.145	0.056
9			114	56.5	18.3	5.75	2.29	0.53	0.178	0.07
10			140	69.5	22.3	7	2.79	0.65	0.218	0.085
15				151	49	15.3	5.95	1.36	0.45	0.178
20					84	26.3	10.3	2.32	0.76	0.302
30						57	22	5	1.6	0.64
40						98	37.5	8.65	2.75	1.09
50							57	13.3	4.21	1.65
60							80	18.8	5.95	2.34
70								25.3	8.05	3.12

شدت جریان به لیتر در ثانیه	قطر به میلیمتر
	400	500	600	700	800	900	1000	1100	1200
10	0.021
15	0.044
20	0.075	0.025
30	0.157	0.052	0.02
40	0.265	0.088	0.035	0.017
50	0.405	0.132	0.052	0.026	0.014
60	0.565	0.184	0.074	0.036	0.018	0.011
70	0.755	0.245	0.098	0.047	0.025	0.014

شدت جریان به لیتر در ثانیه	قطر به میلیمتر
	40	50	70	80	100	125	150	200	250	300
80								32.9	10.3	4.05
90								41.2	13	5.05
100								50.5	15.9	6.2
150									34.1	13.65
200										23.5
300

شدت جریان به لیتر در ثانیه	قطر به میلیمتر
	400	500	600	700	800	900	1000	1100	1200
80	0.97	0.314	0.125	0.06	0.031	0.018	0.011
90	1.32	0.39	0.156	0.074	0.039	0.022	0.013
100	1.49	0.48	0.19	0.09	0.047	0.027	0.016	0.01
150	3.22	1.02	0.405	0.192	0.099	0.056	0.034	0.021	0.014
200	5.55	1.75	0.695	0.325	0.17	0.094	0.056	0.035	0.023
300	12.1	3.8	1.5	0.7	0.363	0.199	0.12	0.073	0.048
400	20.9	6.6	2.6	1.2	0.62	0.339	0.202	0.124	0.082
500		10.2	3.95	1.85	0.94	0.515	0.31	0.19	0.123
600		14.4	5.6	2.6	1.32	0.725	0.437	0.265	0.174
700		19	7.55	3.5	1.77	0.975	0.582	0.355	0.231
800			9.7	4.49	2.29	1.25	0.75	0.452	0.295
900			12.2	5.6	2.85	1.58	0.94	0.57	0.37
1000			14.8	8.85	3.52	1.94	1.15	0.695	0.455
1500				14.8	7.7	4.23	2.5	1.51	0.99
2000						7.4	4.3	2.6	1.71
3000							9.4	5.7	3.7
4000									6.35

شدت جریان به لیتر در ثانیه	قطر به میلیمتر
	40	50	70	80	100	125	150	200	250	300
1	33	10	1.8	0.9	0.3	0.94
1.5	74	22	3.8	1.9	0.63	0.205	0.78
2	125	39	6.5	3.25	1.08	0.36	0.138
3	275	83	14.5	7.3	2.32	0.75	0.295	0.076
4	475	150	25	12.8	4	1.3	0.51	0.128	0.039
5		230	39	19.8	6.2	2	0.79	0.192	0.06
6		320	56	28.3	9	2.8	1.12	0.271	0.086	0.034
7			76	38.5	12	3.8	1.5	0.365	0.115	0.046
8			100	49.5	15.5	4.95	1.95	0.46	0.147	0.059
9			125	62	19.6	6.2	2.45	0.58	0.183	0.074
10				77	24.5	7.7	2.95	0.7	0.224	0.091
15				175	54	16.8	6.45	1.52	0.48	0.196
20					95	29.6	11.2	2.6	0.845	0.34
30						65	25	5.8	1.85	0.73
40							44	10.2	3.2	1.28
50							68	16	4.95	1.95
60								22.7	7	2.78
70								30.3	9.4	3.7

شدت جریان به لیتر در ثانیه	قطر به میلیمتر
	400	500	600	700	800	900	1000	1100	1200
10	0.021
15	0.045
20	0.078	0.025
30	0.168	0.055	0.022
40	0.285	0.098	0.037	0.018
50	0.435	0.145	0.057	0.027	0.014	0.027	0.014
60	0.61	0.205	0.081	0.038	0.0195	0.011
70	0.83	0.275	0.108	0.051	0.026	0.0145

شدت جریان به لیتر در ثانیه	قطر به میلیمتر
	40	50	70	80	100	125	150	200	250	300
80								39	12.2	4.8
90									15.3	6
100									19	7.4
150									42.5	16.5
200										29
300										65

شدت جریان به لیتر در ثانیه	قطر به میلیمتر
	400	500	600	700	800	900	1000	1100	1200
80	1.07	0.36	0.14	0.064	0.033	0.0185	0.0108
90	1.35	0.45	0.17	0.08	0.041	0.023	0.0135
100	1.65	0.55	0.21	0.097	0.05	0.028	0.0165	0.012
150	3.7	1.2	0.46	0.215	0.108	0.06	0.036	0.022	0.0145
200	6.5	2.6	0.8	0.37	0.185	0.103	0.061	0.038	0.025
300	14.5	4.55	1.76	0.81	0.41	0.23	0.132	0.083	0.054
400	25	8	3.1	1.42	0.72	0.4	0.23	0.145	0.094
500		12.5	4.8	2.2	1.1	0.61	0.355	0.22	0.145
600		18	6.8	3.2	1.55	0.87	0.51	0.31	0.205
700		24.5	9.2	4.25	2.1	1.17	0.69	0.42	0.275
800			12	5.5	2.68	1.5	0.9	0.55	0.355
900			15.4	8	3.4	1.9	1.12	0.7	0.45
1000			19	8.6	4.2	2.31	1.37	0.85	0.55
1500				18.5	9.5	5.1	3	1.85	1.2
2000						9	5.4	3.2	2.08
3000								7	4.55
4000									7.9

مشاهده کتاب مبدلهای حرارتی فشرده کیس و لندن

لینک مشاهده کتاب مبدلهای حرارتی فشرده ـکیس ولندن

این کتاب به صورت رایگان فقط جهت مشاهده موجود میباشد و برای دانلود آن میبایستی از سایت مربوطه خرید فرمایید.با تشکر