पाइप में प्रवाह दर और दाब हानि कैसे निकालें

प्रवाह दर और वेग

प्रवाह दर Q प्रति सेकंड गुज़रने वाला आयतन है; वेग v तरल की गति है। दोनों पाइप के अनुप्रस्थ काट क्षेत्र A से जुड़े हैं:

Q = A × v, जहाँ भीतरी व्यास d वाले पाइप के लिए A = π × d² ÷ 4।

25 mm पाइप में 30 L/min (0.0005 m³/s): A = π × 0.025² ÷ 4 = 0.000491 m², इसलिए v = 0.0005 ÷ 0.000491 = 1.02 m/s। व्यास आधा करने पर वेग चार गुना हो जाता है।

स्तरीय या विक्षुब्ध

रेनॉल्ड्स संख्या, Re = ρ × v × d ÷ µ, यह बताती है। लगभग 2,300 से नीचे प्रवाह स्तरीय और सहज है; लगभग 4,000 से ऊपर विक्षुब्ध; बीच में संक्रमणकालीन। 25 mm में 1.02 m/s पर पानी (ρ = 1,000 kg/m³, µ = 1 mPa·s): Re = 1,000 × 1.02 × 0.025 ÷ 0.001 = 25,500, पूरी तरह विक्षुब्ध, जैसा व्यवहार में लगभग सारा जल प्रवाह होता है।

दाब हानि

दीवार से घर्षण पाइप की लंबाई में दाब खर्च करता है। डार्सी-वाइसबाख समीकरण हानि देता है:

Δp = f × (L ÷ d) × ρ × v² ÷ 2

f घर्षण गुणांक है: स्तरीय प्रवाह में 64 ÷ Re, और विक्षुब्ध प्रवाह में कोलब्रुक समीकरण का मान जो Re और दीवार की खुरदरापन (PVC और ताँबे के लिए 0.0015 mm, स्टील 0.045 mm, ढलवाँ लोहा 0.26 mm) पर निर्भर है। ऊपर के उदाहरण को 20 m PVC में लें तो f ≈ 0.025 और Δp = 0.025 × (20 ÷ 0.025) × 1,000 × 1.02² ÷ 2 ≈ 10,400 Pa, लगभग 0.1 bar या 1.06 m हेड। एल्बो, वाल्व और फ़िटिंग और जोड़ते हैं, जिन्हें आमतौर पर पाइप की समतुल्य लंबाई के रूप में गिना जाता है।

पाइप का आकार चुनना

जल आपूर्ति पाइप आमतौर पर 1 से 2 m/s के लिए बनाए जाते हैं: धीमे पाइप महँगे पड़ते हैं, तेज़ पाइप शोर करते हैं, फ़िटिंग घिसते हैं और बहुत दाब खोते हैं। कैविटेशन से बचने के लिए सक्शन लाइनें 1 m/s से नीचे रखी जाती हैं। दाब हानि वेग के वर्ग से बढ़ती है, इसलिए एक आकार बड़ा पाइप अक्सर हानि दो-तिहाई घटा देता है।

कैलकुलेटर

पाइप फ़्लो कैलकुलेटर प्रवाह दर, व्यास, लंबाई और पाइप की सामग्री से वेग, रेनॉल्ड्स संख्या, घर्षण गुणांक और दाब हानि देता है। रेनॉल्ड्स संख्या कैलकुलेटर किसी भी तरल के लिए सिर्फ़ प्रवाह की प्रकृति बताता है।