Scăderi de presiune liniare
Generați electricitate cu apă
Pierderile liniare de presiune se datorează în principal vâscozității fluidului care va tinde să se „lipească” de pereții țevilor și țevilor, lichidul frânat în timpul mișcării sale, apoi curge într-un mod turbulent.
Calcul rapid al căderilor de presiune liniare
Calculatorul vă permite să calculați căderea de presiune liniară a unei secțiuni date (segmentul A în mod implicit).
- ε indică coeficientul de rugozitate utilizat (polietilenă).
- µ indică vâscozitatea dinamică a apei la 15 ° C.
- ρ reprezintă densitatea apei la 15 ° C.
- ΔH se calculează cu ecuația Darcy-Weisbach.
- fD se calculează din corelația Haaland.
Caz practic
Vă sugerez să calculați în detaliu pierderile de presiune liniare ale țevii care alimentează turbina pentru a vedea dacă rezultatul calculelor coincide cu valorile măsurate (și vă pot spune deja că funcționează!).
Ca memento, manometrul din partea de jos a coloanei indică o cădere totală de presiune de 2 bari (
20 m CE) care este suma căderilor de presiune singulare și liniare.
În primul rând, vom studia compoziția țevii: vedem că aceasta din urmă este alcătuită din mai multe secțiuni de diferite diametre și lungimi diferite (diagrama de mai jos). Prin urmare, vom descompune această țeavă în segmente de același diametru pentru a calcula căderea de presiune asociată. Operația va fi repetată pentru fiecare segment și suma rezultatelor va fi egală cu căderea de presiune liniară a întregii conducte. Aceeași operație va fi efectuată pentru căderile de presiune singulare.
Diagramă
- segmentul A reprezintă coloana principală de apă. Părăsește rezervorul și ajunge în fața cabanei.
- segmentul B reprezintă ramura care servește cabana din coloana principală. Are originea în segmentul A și se termină în pivnița cabanei.
- segmentul C reprezintă ultimele două conducte care alimentează turbina însăși.
Tabel rezumat
| Rezumatul scăderilor regulate de presiune | |||||
| Simbol | Unități | Segmentul A | Segmentul B | Segmentul C | |
| Debitul volumului | qv | m³/s | 0,0007 | 0,0007 | 0,00035 |
| Ø interior | D | mm | 26 | 19 | 19 |
| Lungime | L | m | 200 | 12 | 1 |
| Natura conduitei | - | - | HDPE * | HDPE * | HDPE * |
| Rugozitatea de conducere | ε (epsilon) | mm | 0,0015 | 0,0015 | 0,0015 |
| Densitatea apei | ρ (Rhô) | kg/m³ | 999.100 | 999.100 | 999.100 |
| Vâscozitatea dinamică a apei (15 ° C) | µ (mu) | Nu | 0,001139 | 0,001139 | 0,001139 |
| Accelerația gravitațională | g | m/s² | 9.807 | 9.807 | 9.807 |
| Secțiune | S | mm² | 530 | 283 | 283 |
| Viteza apei | v | Domnișoară | 1.32 | 2.071 | 1.764 |
| Vâscozitatea cinematică a apei (15 ° C) | ν (gol) | m²/s | 1,1400 -6 | 1,1400 -6 | 1,1400 -6 |
| Reynolds | Re | - | 30082 | 41166 | 20583 |
| Dietă | - | - | Turbulent | Turbulent | Turbulent |
| Coeficientul de pierdere a presiunii (Haaland) | fD | - | 0,023413 | 0,021842 | 0,025688 |
| Căderea de presiune liniară pe metru de segment | ΔH | m CE/m | 0,06 | 0,19 | 0,19 |
| Căderea de presiune liniară pe segment | ΔH | m CE | 15,97 | 4.29 | 0,11 |
| Căderi totale de presiune liniare | ΔH | m CE | 20.37 | ||
La segmentul C, debitul este înjumătățit, adică 0,00035 m³/s, deoarece turbina este echipată cu doi injectori.
Proces detaliat
În calculele care urmează, aș lua ca exemplu segmentul A al coloanei. Câmpurile calculatoarelor viitoare vor fi, prin urmare, completate cu valorile corespunzătoare acestei secțiuni, și anume:
- Diametru țeavă = 0,026 m (diametru exterior PE 32 mm)
- Debit = 0,0007 m³/s (0,7 l/sec)
- Lungimea țevii = 200 m
- Coeficient de rugozitate = 0,0000015 m
- Densitatea apei = 999.100 kg/m³
- Vâscozitatea dinamică a apei = 0,001139 Pa/s
- Accelerația gravitației = 9.807 m/s²