Расчет потери давления в трубопроводе: Онлайн-калькулятор потерь напора в зависимости от расхода жидкости и сечения трубопровода

Расчет потерь напора по длине. Определение потерь давления

Расчеты, проектирование / Расчеты онлайн / Онлайн расчет потерь напора по длине

Посмотреть формулы для расчета потерь напора по длине.

Введите исходные данные

Для ввода десятичных дробей используйте точку.

Внутренний диаметр трубопровода:мм Длина трубопровода:м Расход: л/мин Рабочая жидкость (Температура 20 град. С): Вода
Бензин
Нефть
Керосин
Масло И-20
Масло И-50

Материал трубопровода: Сталь
Чугун
Медь
Алюминий
Резина
Бетон
Полипропилен

Я задам кинематическую вязкость и эквивалентную шероховатость самостоятельно.

Pressure loss calculator – English version.

Формулы для расчета потерь давления по длине

Данная автоматизированная система позволяет произвести расчет потерь напора по длине online. Расчет производится для трубопровода, круглого сечения, одинакового по всей длине диаметра, с постоянным расходом по всей длине (утечки или подпитки отсутствуют). Расчет производится для указанных жидкостей при температуре 20 град. С. Если вы хотите рассчитать потери напора при другой температуре, или для жидкости отсутствующей в списке, перейдите по указанной выше ссылке –

Я задам кинематическую вязкость и эквивалентную шероховатость самостоятельно.

Для получения результата необходимо правильно заполнить форму и нажать кнопку рассчитать. В ходе расчета значения всех величин переводятся в систему СИ. При необходимости полученную величину потерь напора можно перевести в потери давления.

Порядок расчета потерь напора

Вычисляются значения:
• средней скорости потока
где Q – расход жидкости через трубопровод, A – площадь живого сечения, A=πd²/4, d – внутренний диаметр трубы, м
• числа Рейнольдса – Re
где V – средняя скорость течения жидкости, м/с, d – диаметр живого сечения, м, ν – кинематический коэффициент вязкости, кв.
м/с, Rг – гидравлический радиус, для круглой трубы Rг=d/4, d – внутренний диаметр трубы, м

Определяется режим течения жидкости и выбирается формула для определения коэффициента гидравлического трения.

• Для ламинарного течения Re<2000 используются формула Пуазеля.
• Для переходного режима 2000<Re<4000 – зависимость:
• Для турбулентного течения Re>4000 универсальная формула Альтшуля.
где к=Δ/d, Δ – абсолютная эквивалентная шероховатость.

Потери напора по длине трубопровода вычисляются по формуле Дарси — Вейсбаха.

Потери напора и давления связаны зависимостью.

Δp=Δhρg где ρ – плотность, g – ускорение свободного падения.

Потери давления по длине можно вычислить используя формулу Дарси — Вейсбаха.

После получения результатов рекомендуется провести проверочные расчеты. Администрация сайта за результаты онлайн расчетов ответственности не несет.

Как правильно заполнить форму

Правильность заполнения формы определяет верность конечного результата. Заполните все поля, учитывая указанные единицы измерения. Для ввода чисел с десятичной частью используйте точки.

Расчёт падения давления в трубопроводе

Потери давления на преодоление сил трения зависят от параметров и скорости движения жидкости, а также параметров трубопровода.   Расчёт падения давления в трубопроводе   Расход жидкости (куб/час): Коэффициент кинематической вязкости (м2/с x 10-6): Диаметр трубопровода Dy (мм): Длина трубопровода (м): Плотность жидкости (кг/м3): Коэффициент шероховатости: Цельносварные стальные (0,07)Цельнотянутые стальные (0,05)Цельнотянутые стальные б/у (0,12)”Оцинкованые стальные (0,09)Из нержавеющей стали (0,0025)Цельнотянутые медь (0,005)Пластмассовые (0,002)Стеклянные (0,001)Чугунные новые (0,3)Чугунные водопроводные (1,4)Железобетонные новые (0,3)Железобетонные (3,0)Асбестоцементные (0,1)   Режим течения: Скорость движения жидкости в трубопроводе (м/c): Число Рейнольдса (Re): Коэффициент трения (λ):   Коэффициент гидравлического сопротивления (ξ): Потеря давления, (кг/см2 / Па):   *Формат ввода – х. хх (разделитель – точка)   Температура,°С Кинематическая вязкость, (м2/с) x 10-6 Плотность, кг/м3 0 1,787 999,9 5 1,519 1000 10 1,307 999,7 20 1,004 998,2 30 0,801 995,7 40 0,658 992,2 50 0,658 988,1 60 0,475 983,2 70 0,413 977,8 80 0,365 971,8 90 0,326 965,3 100 0,294 958,4   Пожелания, замечания, рекомендации по улучшению раздела расчётов на нашем сайте просьба присылать по электронной почте support@ivtechno. ru Разрешается копирование java-скриптов при условии ссылки на источник.   ВСЕ РАСЧЁТЫ

Формула расчета перепада давления в трубопроводе, теория и уравнения

Когда жидкость течет по трубе, возникает падение давления из-за сопротивления потоку. Также может иметь место прирост/потеря давления из-за изменения высоты между началом и концом трубы. Эта общая разница давлений в трубе связана с рядом факторов:

• Трение между жидкостью и стенкой трубы
• Трение между соседними слоями самой жидкости
• Потери на трение при прохождении жидкости через любые трубопроводные фитинги, изгибы, клапаны или компоненты
• Потеря давления из-за изменения высоты жидкости (если труба не горизонтальна)
• Повышение давления из-за любого напора жидкости, добавляемого насосом

Расчет перепада давления в трубе

Для расчета потери давления в трубе необходимо вычислить падение давления, обычно в напоре жидкости, для каждого из элементов, вызывающих изменение давления. Однако для расчета потерь на трение, например, в трубе, необходимо рассчитать коэффициент трения, чтобы использовать его в уравнении Дарси-Вейсбаха, которое определяет общие потери на трение.

Сам коэффициент трения зависит от внутреннего диаметра трубы, внутренней шероховатости трубы и числа Рейнольдса, которое, в свою очередь, рассчитывается на основе вязкости жидкости, плотности жидкости, скорости жидкости и внутреннего диаметра трубы.

Таким образом, для расчета общих потерь на трение необходимо выполнить ряд промежуточных расчетов. Работая в обратном направлении, мы должны знать свойства плотности и вязкости жидкости, знать диаметр трубы и свойства шероховатости, вычислить число Рейнольдса, использовать это для расчета коэффициента трения с помощью уравнения Коулбрука-Уайта и, наконец, подставить коэффициент трения в уравнение Дарси. Уравнение Вейсбаха для расчета потерь на трение в трубе.

После расчета потерь на трение в трубе нам необходимо учесть возможные потери на фитингах, изменение высоты и любой добавленный напор насоса. Суммируя эти потери/приросты, мы получим общее падение давления в трубе. В следующих разделах каждый расчет рассматривается по очереди.

Расчет потерь на трение в трубах

Теперь нам нужно рассчитать каждый из элементов, необходимых для определения потерь на трение в трубе. Ссылки в следующем списке содержат более подробную информацию о каждом конкретном расчете:

• Плотность жидкости
• Вязкость жидкости
• Измерение шероховатости труб
• Число Рейнольдса — ламинарное или турбулентное течение
• Коэффициенты трения — диаграмма Муди и уравнение Коулбрука-Уайта
• Потери на трение в трубе – метод Дарси-Вейсбаха

Наше программное обеспечение Pipe Flow автоматически рассчитывает потери на трение в трубах с использованием уравнения Дарси-Вейсбаха, поскольку это наиболее точный метод расчета для несжимаемых жидкостей, а также считается точным в отрасли для потока сжимаемых жидкостей при соблюдении определенных условий.

Расчет потерь на трубных фитингах

Потери энергии из-за клапанов, фитингов и изгибов вызваны некоторым локальным нарушением потока. Рассеивание потерянной энергии происходит на конечном, но не обязательно коротком участке трубопровода, однако для гидравлических расчетов принято считать всю величину этих потерь в месте расположения устройства.

Для трубопроводных систем с относительно длинными трубами часто бывает так, что потери на фитингах будут незначительными по сравнению с общими потерями давления в трубе. Однако некоторые локальные потери, например, вызванные частично открытым клапаном, часто очень значительны и никогда не могут быть названы незначительными потерями, и их всегда следует учитывать.

Потери, создаваемые конкретным фитингом, измеряются с использованием реальных экспериментальных данных, а затем анализируются для определения коэффициента К (коэффициент локальных потерь), который можно использовать для расчета потерь в фитингах, поскольку они зависят от скорости прохождения жидкости. через это.

Наши программы Pipe Flow Software позволяют легко автоматически включать потери в фитингах и другие локальные потери в расчет перепада давления, поскольку они поставляются с предварительно загруженной базой данных фитингов, которая содержит множество отраслевых стандартных коэффициентов K для различных клапанов и фитингов различных размеров. .

Все, что нужно сделать пользователю, это выбрать соответствующий фитинг или клапан, а затем выбрать «Сохранить», чтобы добавить его к трубе и включить в расчет потери давления в трубе.

Эта ссылка содержит дополнительную информацию о факторах К фитинга и уравнении потерь фитинга.

Расчет потерь компонентов трубопровода

Часто в системе трубопроводов необходимо смоделировать множество различных типов компонентов, таких как теплообменник или чиллер. Некоторые компоненты могут вносить известную фиксированную потерю давления, однако более вероятно, что падение давления будет меняться в зависимости от скорости потока, проходящего через компонент.

Большинство производителей предоставляют кривую производительности компонентов, которая описывает характеристики расхода и потери напора их продукта. Затем эти данные используются для расчета потери давления, вызванной компонентом, для заданного расхода, но сам расход также будет зависеть от потери давления после компонента, поэтому очень сложно смоделировать характеристики потери напора компонента без использование соответствующего программного обеспечения, такого как Pipe Flow Expert.

Потеря давления из-за изменения высоты

Поток в восходящей трубе

Если начальная отметка трубы ниже конечной, то помимо трения и других потерь будет дополнительная потеря давления, вызванная подъемом, которая измеряется в напоре жидкости и просто эквивалентна подъему.

т. е. при более высокой высоте жидкости добавляется меньшее давление из-за меньшей глубины и веса жидкости над этой точкой.

Поток в падающей трубе

Если начальная отметка трубы выше конечной, то наряду с трением и другими потерями будет дополнительный прирост давления, вызванный перепадом высоты, который измеряется в напоре жидкости и просто эквивалентен падению отметки.

то есть при более низком уровне жидкости создается большее давление из-за увеличения глубины и веса жидкости над этой точкой.

Энергетические и гидравлические классы

Подъем жидкости в трубе вместе с давлением в трубе в определенной точке и скоростным напором жидкости можно суммировать для расчета так называемой линии энергетического класса.

Линия гидравлического класса может быть рассчитана путем вычитания скоростного напора жидкости из EGL (линия уровня энергии) или просто путем суммирования только высоты жидкости и давления в трубе в этой точке.

Расчет напора насоса

В системе трубопроводов часто есть насос, который создает дополнительное давление (известное как «напор насоса») для преодоления потерь на трение и других сопротивлений. Производительность насоса обычно доступна у производителя в виде кривой производительности насоса, которая представляет собой график зависимости расхода от напора, создаваемого насосом, для диапазона значений расхода.

Поскольку напор, создаваемый насосом, зависит от расхода, определение рабочей точки на кривой производительности насоса не всегда является легкой задачей. Если вы угадаете скорость потока, а затем рассчитаете добавленный напор насоса, это, в свою очередь, повлияет на разницу давлений в трубе, которая сама по себе повлияет на скорость потока.

Конечно, если вы используете наше программное обеспечение Pipe Flow Expert, оно найдет для вас точную рабочую точку на кривой насоса, гарантируя баланс потоков и давлений во всей вашей системе, чтобы дать точное решение для вашей конструкции трубопровода.

Как бы вы ни рассчитывали напор насоса, добавленный в вашу трубу, этот дополнительный напор жидкости должен быть добавлен обратно к любому падению давления, которое произошло в трубе.

Расчет общего падения давления в трубопроводе

Таким образом, давление на конце рассматриваемой трубы определяется следующим уравнением (где все элементы указаны в м напора жидкости):

P[конец] = P[начало] – Потери на трение – Потери в фитингах – Потери на компонентах + Высота [начало-конец] + Напор насоса

где

P[end] = Давление на конце трубы
P[start] = Давление в начале трубы
Высота[начало-конец] = (Отметка в начале трубы) – (Отметка в конце трубы)
Напор насоса = 0, если насос отсутствует

Таким образом, падение давления или, скорее, перепад давления dP (это может быть усиление) между началом и концом трубы задается следующим уравнением:

dP = Потери на трение + Потери в фитингах + Потери на компонентах – Высота [начало-конец] – Напор насоса

где

P[end] = Давление на конце трубы
P[start] = Давление в начале трубы
Высота[начало-конец] = (Отметка в начале трубы) – (Отметка в конце трубы)
Напор насоса = 0, если насос отсутствует

Примечание dP обычно указывается как положительное значение, относящееся к падению давления. Отрицательное значение указывает на прирост давления.

Расчет потерь на трение в трубах

Потоку жидкости через трубу противодействуют вязкие напряжения сдвига внутри жидкости и турбулентность, возникающая вдоль внутренней стенки трубы, которая зависит от шероховатости материала трубы.

Это сопротивление называется трением в трубе и обычно измеряется в футах или метрах напора жидкости, поэтому его также называют потерей напора из-за трения в трубе.

Потеря напора в трубе

В течение многих лет было проведено большое количество исследований для установления различных формул, по которым можно рассчитать потери напора в трубе. Большая часть этой работы была разработана на основе экспериментальных данных.

На общую потерю напора в трубе влияет ряд факторов, включая вязкость жидкости, размер внутреннего диаметра трубы, внутренняя шероховатость внутренней поверхности трубы, изменение высота между концами трубы и длина трубы, по которой движется жидкость.

Клапаны и фитинги на трубе также вносят свой вклад в возникающие общие потери напора, однако они должны рассчитываться отдельно от потерь на трение о стенки трубы с использованием метода моделирования потерь на трубных фитингах с коэффициентом k.

Формула Дарси Вайсбах

Формула Дарси или уравнение Дарси-Вейсбаха, как его обычно называют, в настоящее время считается наиболее точной формулой потерь на трение в трубах, и хотя ее сложнее вычислить и использовать, чем другие формулы потерь на трение, с появлением компьютеров она стало стандартным уравнением для инженеров-гидротехников. 92/2г)

где:
hf = потеря напора (м)
f = коэффициент трения
L = длина трубопровода (м)
d = внутренний диаметр трубопровода (м)
v = скорость жидкости (м/с)
г = ускорение свободного падения (м/с²)

или:

hf = потеря напора (фут)
f = коэффициент трения
L = длина трубопровода (футы)
d = внутренний диаметр трубопровода (футы)
v = скорость жидкости (фут/с)
г = ускорение свободного падения (фут/с²)

Однако установление коэффициентов трения все еще оставалось нерешенным и действительно было проблемой, потребовалась дальнейшая работа для разработки решения, такого как формула Коулбрука-Уайта и данные, представленные на диаграмме Муди.

График Муди

Наконец, диаграмма Муди предоставила метод определения точного коэффициента трения, и это побудило использовать уравнение Дарси-Вейсбаха, которое быстро стало предпочтительным методом для инженеров-гидротехников.

Внедрение персонального компьютера в 1980-х годах сократило время требуется для расчета коэффициента трения и потери напора трубы. Это само по себе расширило использование формулы Дарси-Вейсбаха до такой степени, что большинство других уравнений больше не используются.

Формула Хазена-Уильямса

До появления персональных компьютеров формула Хазена-Вильямса была чрезвычайно популярна среди инженеров-трубопроводчиков из-за ее относительно простых расчетных свойств.

Однако результаты Хазена-Вильямса основаны на значении коэффициента трения C hw, которое используется в формуле, а значение C может значительно варьироваться, примерно от 80 до 130 и выше, в зависимости от материала трубы, размера трубы. и скорость жидкости.