Jak vypočítat pokles tlaku v potrubí

Kalkulačka dokáže vypočítat tlakovou ztrátu v metrech v závislosti na délce a průměru vašeho potrubí a také na objemovém průtoku kapaliny. Když znáte tlakovou ztrátu, můžete přesněji vybrat správné čerpadlo pro váš úkol.

Naše kalkulačka používá výpočetní vzorec jednoho německého institutu pro dynamiku tekutin. Ze všech receptur, které jsme testovali, je to ta, která nejvíce odpovídá naší vlastní zkušenosti.

Chcete-li použít kalkulačku, zadejte počáteční údaje a klikněte na tlačítko „Vypočítat“.
Pod tímto tlačítkem se zobrazí výsledky výpočtu.

Zadejte počáteční údaje
Vnitřní průměr potrubí
mm
Délka potrubí
м
Spotřeba kapalin
Čerpaná kapalina
Kinematická viskozita
m²/s
Zadejte hodnotu viskozity ručně
Materiál vnitřní stěny potrubí
Drsnost vnitřního povrchu trubky
mm
Zadejte data ručně

Gravitační zrychlení v místě měření
m/s²
Zadejte správné zrychlení, pohybuje se od 9,780 m/s² na rovníku do 9,82 m/s² na pólech.

Spočítejte
výsledky
Průřez potrubí: 0 m²
Relativní drsnost potrubí: 0 mm
Rychlost proudění kapaliny: 0 m/s
Reynoldsovo číslo: 0
Režim průtoku: 0
Koeficient hydraulického tření: 0
Ztráta hlavy po délce: 0 m.w.st.

Jak používat kalkulačku

Vysvětlíme si trochu podrobněji, jak vyplnit počáteční údaje.

Vnitřní průměr potrubí
Měřeno v milimetrech. Je lepší měřit průměr trubek přímo posuvným měřítkem, než se spoléhat na referenční údaje. Všimněte si také, že požadovaný průměr je vnitřní. Katalogy trubek často uvádějí jmenovitý průměr trubek, který je o něco větší než vnitřní průměr.

Výsledky výpočtu

Po vyplnění údajů klikněte na tlačítko „Vypočítat“. Kalkulačka zobrazí následující indikátory:

Plocha průřezu potrubí
Počítáno v metrech čtverečních. Tento ukazatel je užitečný pro další výpočty.

Poznámka

1. Jakákoli kalkulačka ztráty hlavy (včetně této) uvádí chyby ve výpočtech. Provedený výpočet proto musí být podpořen praktickým testováním. Pokud najdete zjevnou chybu nebo nepřesnost ve výpočtech naší kalkulačky, informujte nás prosím e-mailem.

2. ToKalkulátor vypočítá ztrátu tlaku kapaliny bez zohlednění změn výšky potrubí. Více podrobností o tom bude uvedeno na konci článku.

Příklad výpočtu tlakové ztráty pro výběr čerpadla

Řekněme, že chceme vybrat čerpadlo pro dvoupatrový dům. Abychom mohli pracovat ve druhém patře, potřebujeme pračku, pro kterou potřebujeme zajistit tlak 6 mW. Zdrojem vody bude studna nebo studna, hluboká 10 metrů. Samotné čerpadlo bude umístěno na hladině vody. Nakreslete náčrt přívodu vody a uveďte všechny nám známé rozměry: vzdálenost od studny k domu je 15 metrů, vzdálenost od země k místu instalace pračky je 5 metrů.

Sečtením všech těchto hodnot dostaneme délku potrubí 30 metrů. Zadejte tuto hodnotu do kalkulačky. Doplňte zbývající hodnoty: v našem případě bude vnitřní průměr trubek 15 mm. Jako hodnotu spotřeby vody uvádíme maximální spotřebu pro pračku – 30 litrů za minutu. Jako kapalinu použijeme vodu a jako trubky polypropylen. Stiskneme tlačítko pro výpočet a dostaneme tlakovou ztrátu 22 metrů vodního sloupce.

Ale to není konečná odpověď. Z obrázku výše vidíte, že v našem případě musí čerpadlo zvedat vodu do výšky 15 metrů (10 metrů je výška studny a 5 metrů je výška domu). Takže o 22 m.w.st. potřebujeme přidat dalších 15 metrů výšky. Celková tlaková ztráta s přihlédnutím ke stoupání vody ze studny do výšky druhého podlaží bude 22 + 15 = 37 metrů vodního sloupce. Pokud však vezmeme čerpadlo o maximálním tlaku 37 m.v.st. může zvednout vodu pouze na úroveň pračky. Vstupní ventil pračky podle podmínek našeho úkolu vyžaduje minimálně 6 m.w.c. nadměrný tlak. K výsledku je také potřeba přičíst: 37 + 6 = 43 metrů vodního sloupce.

Nyní si můžeme vybrat čerpadlo pro tento vodovod: bude nám vyhovovat jakýkoli model, který dokáže zajistit tlak větší než 43 metrů vodního sloupce.

Ale pozor na výsledný údaj: při délce vedení 30 metrů ztratíme až 22 metrů tlaku jen třením. Pokud trubky ještě nebyly položeny, pak se vyplatí zvolit větší průměr trubky. Podívejme se, co se stane, když zvětšíme průměr trubky jen o třetinu. Náš průměr byl 15 a nyní si vezměme trubky o průměru 20 mm. Zbytek dat ponecháme stejný.

Stiskneme tlačítko „vypočítat“ a získáme tlakovou ztrátu něco málo přes 6 metrů vodního sloupce. To znamená, že jsme snížili tlakovou ztrátu z 22 na 6 metrů. Skvělý výsledek! K tomuto údaji nezapomeňme přičíst 15 metrů převýšení a 6 metrů tlaku, které chceme vidět na výstupu z potrubí: 6+15+6=27 metrů vodního sloupce. Ukazuje se, že zvětšením průměru potrubí o pouhou třetinu můžeme výrazně snížit požadavky na čerpadlo. V našem případě nám pro průřez potrubí ⌀ 20 mm bude vyhovovat jakékoliv čerpadlo s provozním tlakem větším než 27 metrů vodního sloupce.

Byl proveden výpočet ztráty hlavy. Jak vybrat čerpadlo nyní?

Když jsou známy konstrukční parametry potrubní sítě, můžete si vybrat čerpadlo online pomocí našeho katalogu. Chcete-li vybrat čerpadlo online, budete muset uvést požadovaný výkon čerpadla a jeho tlak (tlak). Přečtěte si více o online výběru lodiček na našem webu zde.

Případně nám můžete kdykoli zavolat nebo poslat e-mail a delegovat výběr čerpadla na naše přátelské a starostlivé obchodní manažery.

Problémy s poklesem tlaku mohou být spojeny s distribučním potrubím, které není dostatečně velké, což má za následek, že provozovatelé vzduchových systémů vynakládají značný čas a peníze na optimalizaci distribučních systémů.

Diferenciální tlak je termín používaný k charakterizaci snížení tlaku vzduchu podél cesty od kompresoru ke skutečnému bodu použití. K poklesu tlaku dochází při průchodu stlačeného vzduchu systémem úpravy, filtrace a distribuce. Správně navržený systém by měl mít tlakovou ztrátu menší než 10 % tlaku dodávaného kompresorem.

Tito. Tlak uvolněný ze sběrné nádrže by neměl být o více než 10 % vyšší než tlak přijatý spotřebitelem. Nadměrný pokles tlaku bude mít za následek špatný výkon systému a nadměrnou spotřebu energie. Omezení průtoku stlačeného plynu jakéhokoli typu vyžaduje vyšší provozní tlaky, než je nutné, což má za následek vyšší spotřebu energie.

Zhruba řečeno, čím více filtrů je v průtokové cestě a čím delší je její dráha, tím rychleji bude klesat tlak. Pro kompenzaci těchto ztrát je tedy zapotřebí vyšší výstupní tlak. Nejčastějšími problémovými oblastmi jsou mezichladič, odlučovače maziv a zpětné ventily.

Co způsobuje ztrátu tlaku?

Jakýkoli typ překážky, omezení nebo nerovnosti v systému způsobí odpor proudění vzduchu a povede k poklesu tlaku. V distribučním systému se nejvyšší poklesy tlaku obvykle nacházejí v místech použití, včetně nedostatečného nebo netěsného:

• hadice;
• trubky;
• odpojovače;
• filtry;
• regulátory průtoku: ohyby atd.

Na napájecí straně systému mohou být hlavními součástmi způsobujícími značné tlakové ztráty také odlučovače vzduchu, chladiče, odvlhčovače, sušičky a filtry.

Maximální tlaková ztráta z přívodu do místa použití nastane, když je průtok a teplota stlačeného vzduchu nejvyšší. Součásti systému by měly být vybrány na základě těchto podmínek a výrobce každé součásti by měl být požádán, aby poskytl informace o poklesu tlaku v provozních jednotkách za těchto podmínek. Při výběru filtrů musíte také pamatovat na to, že se zašpiní, a tedy vedou k tlakovým ztrátám v systému.

Jak zjistit tlakovou ztrátu v potrubí?

Existuje několik vzorců pro výpočet tlakové ztráty. Pro malé systémy se používá následující vzorec (nebere v úvahu, kolik ventilů, kolen a spojů je v systému umístěno):

Tento vzorec vyžaduje, abyste znali některá předběžná množství, včetně:

• q je výkon kompresoru, musí být vyjádřen v l/s;
• d je průměr uvnitř potrubí, udává se v mm;
• l je celková délka pneumatického vedení a musí být převedena na m;
• p – vstupní tlak, vyjádřený v barech.

Nejdůležitějšími ukazateli pro tento výpočet jsou délka vedení a průměr potrubí. Hrají klíčovou roli: malý průměr vede (jak je patrné ze vzorce) ke snížení rychlosti pohybu stlačeného plynného média potrubím. Z tohoto důvodu dochází v systému ke ztrátám tlaku.

V procesu navrhování pneumatického systému a potrubí je nutné se snažit nejen zkrátit délku potrubí, ale také zvolit širší potrubí. To samozřejmě prodraží projekt. To však následně pomůže naopak ušetřit zdroje, protože rozvodné potrubí většího průměru nepovede k tak velkým tlakovým ztrátám jako úzké.

U velkých systémů návrh zohledňuje jmenovité hodnoty tlakových ztrát na různých konstrukčních prvcích:

• rovný ohyb;
• koleno;
• různé typy připojení;
• zpětné ventily;
• ventily.

Minimalizujte tlakovou ztrátu.

Minimalizace poklesu tlaku vyžaduje systematický přístup k návrhu a údržbě pneumatického systému. Komponenty pro úpravu vzduchu, jako jsou dochlazovače, odvlhčovače, vysoušeče a filtry, by měly být vybírány s nejnižší možnou tlakovou ztrátou při daných maximálních provozních podmínkách. Po instalaci je třeba dodržovat a zdokumentovat doporučené postupy údržby.

Postupné kroky k minimalizaci poklesu tlaku:

• správně navrhnout distribuční soustavu;
• Provozujte a řádně udržujte zařízení na filtraci a sušení vzduchu, abyste snížili vystavení vlhkosti vedoucí ke korozi potrubí;
• vybírejte chladiče, separátory, sušičky a filtry s co nejnižší tlakovou ztrátou pro jmenovité podmínky;
• snížit vzdálenost, kterou vzduch prochází distribučním systémem;
• používejte v systému regulátory tlaku, hadice a spoje, které mají nejlepší výkonové charakteristiky s nejnižší tlakovou ztrátou. Tyto složky musí být vypočteny spíše na základě skutečných než průměrných průtoků.

Určení tlakových ztrát v potrubí pomáhá již ve fázi návrhu. Znáte-li předběžné ztráty, můžete si zakoupit materiály, které tuto hodnotu minimalizují. A je třeba vzít v úvahu „trasu“ dálnice, aby bylo možné vypočítat optimální počet spojek, zatáček a spojů. A také zvolit vhodný průměr potrubí. Čím širší je potrubí, tím nižší bude tlaková ztráta podél toku, protože se bude méně dotýkat vnitřní stěny potrubí. Kompetentní přístup ve fázi návrhu pomůže výrazně minimalizovat tlakové ztráty v pneumatickém systému.

Další články

Nerezové potrubí pro stlačený vzduch, vakuum a inertní plyny

Potrubí stlačeného vzduchu je vyrobeno tak, aby vydrželo značný tlak. Proto jsou kladeny vysoké nároky na materiály, ze kterých jsou vyrobeny.