Perdita di pressione
La perdita di pressione (o perdita maggiore) in un tubo, tubo o condotto può essere calcolata con l’equazione di Darcy-Weisbach
Δpmajor_loss = λ (l / dh) (ρf v2 / 2) (1)
dove
Δpmajor_loss = perdita di pressione maggiore (attrito) nel flusso del fluido (Pa (N/m2), psf (lb/ft2))
λ = coefficiente di attrito Darcy-Weisbach
l = lunghezza del condotto o del tubo (m, ft)
v = velocità del fluido (m/s, ft/s)
dh = diametro idraulico (m, ft)
ρf = densità del fluido (kg/m3, slugs/ft3)
Nota! – essere consapevoli che ci sono due coefficienti di attrito alternativi presenti in letteratura. Uno è 1/4 dell’altro e (1) deve essere moltiplicato per quattro per ottenere il risultato corretto. Questo è importante da verificare quando si selezionano i coefficienti di attrito dai diagrammi di Moody. Il calcolatore del coefficiente di attrito Colebrook corrisponde all’equazione (1).
L’equazione di Darcy-Weisbach è valida per un flusso completamente sviluppato, allo stato stazionario e incomprimibile. Il fattore o coefficiente di attrito – λ – dipende dal flusso, se è laminare, transitorio o turbolento (il numero di Reynolds) – e dalla rugosità del tubo o condotto. Il coefficiente di attrito può essere calcolato con l’equazione di Colebrooke o utilizzando il diagramma di Moody.
Esempio – Perdita di pressione in un condotto d’aria
L’aria scorre con velocità 6 m/s in un condotto con diametro 315 mm. La densità dell’aria è 1,2 kg/m3. Il coefficiente di attrito è stimato a 0,019 e la lunghezza del condotto è di 1 m. La perdita per attrito può essere calcolata come
Δpmajor_loss = 0,019 ((1 m) / (0,315 m)) ((1,2 kg/m3) (6 m/s)2 / 2)
= 1,3 Pa
Nota! – oltre alla perdita per attrito – c’è quasi sempre una perdita minore in un flusso.
Calcolatore online della perdita di pressione
Il calcolatore qui sotto, che è basato sulla formula (1), può essere usato per calcolare la perdita di pressione in un condotto, tubo o tubo se la velocità del fluido è nota. I valori predefiniti sono per un flusso d’aria di 20oC, 1,2 kg/m3 e 6 m/s – lo stesso dell’esempio precedente. Il coefficiente di attrito può essere calcolato con l’equazione di Colebrook.
Questo calcolatore è generico e può essere usato con unità SI e Imperiali. Basta sostituire i valori con quelli dell’applicazione reale.
coefficiente d’attrito – λ
lunghezza del tubo o del condotto – l – (m, ft)
diametro idraulico – dh – (m, pollici)
densità del fluido – ρf – (kg/m3, lb/ft3)
velocità del fluido – v – (m/s, ft/min)
unità SI unità imperiali
Calcolatore di carico!
- Fai un collegamento a questa calcolatrice sulla tua schermata principale?
La calcolatrice qui sotto può essere utilizzata se il volume di flusso è noto
coefficiente di attrito – λ
lunghezza del tubo o condotto – l – (m, ft)
diametro idraulico – dh – (m, inches)
densità del fluido – ρf – (kg/m3, lb/ft3)
flusso volumetrico – q – (m3/s, ft3/min)
unità SI unità imperiali
Calcolatore di carico!
Perdita di carico
In alternativa l’equazione di Darcy-Weisbach può esprimere la perdita di carico come colonna d’acqua dividendo la perdita di pressione (1) con il peso specifico dell’acqua
Δhmajor_loss,w = λ (l / dh) (ρf v2 / 2) / γw
= λ (l / dh) (ρf v2 / 2) / ρw g
= λ (l / dh) (ρf / ρw) (v2 / (2 g)) (2)
dove
Δhmajor_loss,w = perdita di carico maggiore (colonna d’acqua) nel flusso del fluido (m H2O, ft H2O)
λ = coefficiente d’attrito
l = lunghezza del tubo o condotto (m, ft)
dh = diametro idraulico (m, ft)
v = velocità del fluido (m/s, ft/s)
γw = ρw g = peso specifico dell’acqua (9807 N/m3, 62.4 lbf/ft3)
ρw = densità dell’acqua (1000 kg/m3, 62.425 lb/ft3)
g = accelerazione di gravità (9.81 m/s2, 32.174 ft/s2)
Nota! – nell’equazione qui sopra la testa è riferita all’acqua come fluido di riferimento. Un altro fluido di riferimento può essere usato – come Mercurio Hg – sostituendo la densità dell’acqua con la densità del fluido di riferimento.
Se la densità nel flusso del fluido è la stessa della densità del fluido di riferimento – come tipico con il flusso dell’acqua – l’eq. (2) può essere semplificata a
Δhmajor_loss = λ (l / dh) (v2 / (2 g)) (2b)
dove
Δhmajor_loss = perdita di carico maggiore (colonna di fluido che scorre) (m “fluido”, ft “fluido”)
Per le unità metriche la perdita di carico può alternativamente essere modificata in
Δhmajor_loss,w (mmH2O) = λ (l / dh) (ρf / ρw) (v2 / (2 g)) / 1000 (2c)
dove
Δhmajor_loss,w (mmH2O) = perdita di carico (mm H2O)
Per le unità imperiali la perdita di carico può alternativamente essere modificata in
Δhmajor_loss,w (inH2O) = 12 λ (l / dh) (ρf / ρw) (v2 / (2 g)) (2d)
dove
Δhmajor_loss,w (inH2O) = perdita di carico (pollici H2O)
L’equazione di Darcy-Weisbach con il diagramma di Moody sono considerati il modello più accurato per stimare la perdita di carico frizionale in un flusso costante. Poiché l’approccio richiede un processo di iterazione per tentativi ed errori, può essere preferito un calcolo empirico alternativo meno accurato della perdita di carico che non richiede soluzioni per tentativi ed errori come l’equazione di Hazen-Williams.
Calcolatore online della perdita di carico
Il calcolatore qui sotto, che si basa sull’eq. (2), può essere usato per calcolare la perdita di carico in un condotto, una tubazione o un tubo. I valori predefiniti utilizzati nel calcolatore sono per un flusso d’aria di 20oC, 1,2 kg/m3 e 6 m/s. La densità predefinita dell’acqua comunemente usata come fluido di riferimento è di 1000 kg/m3. Il coefficiente di attrito è calcolato con l’equazione di Colebrook.
Il calcolatore è generico e può essere usato sia per unità SI che imperiali. Basta sostituire i valori con quelli dell’applicazione reale.
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