Debi ve hız
Debi Q, saniyede geçen hacimdir; hız v, akışkanın ne kadar hızlı hareket ettiğidir. Borunun kesit alanı A ile birbirine bağlıdır:
Q = A × v; iç çapı d olan bir boru için A = π × d² ÷ 4.
25 mm’lik bir boruda 30 L/dk (0,0005 m³/s): A = π × 0,025² ÷ 4 = 0,000491 m²; yani v = 0,0005 ÷ 0,000491 = 1,02 m/s. Çapı yarıya indirmek hızı dört katına çıkarır.
Laminer mi türbülanslı mı
Hangisi olduğunu Reynolds sayısı söyler: Re = ρ × v × d ÷ µ. Yaklaşık 2.300’ün altında akış laminer ve düzgündür; yaklaşık 4.000’in üstünde türbülanslıdır; arası geçiş bölgesidir. 25 mm’de 1,02 m/s’de su (ρ = 1.000 kg/m³, µ = 1 mPa·s): Re = 1.000 × 1,02 × 0,025 ÷ 0,001 = 25.500; neredeyse tüm pratik su akışları gibi tamamen türbülanslı.
Basınç kaybı
Duvara karşı sürtünme boru boyunca basınca mal olur. Darcy-Weisbach denklemi kaybı verir:
Δp = f × (L ÷ d) × ρ × v² ÷ 2
f sürtünme katsayısıdır: laminer akış için 64 ÷ Re; türbülanslı akış için Re’ye ve duvar pürüzlülüğüne (PVC ve bakırda 0,0015 mm, çelikte 0,045 mm, dökme demirde 0,26 mm) bağlı olarak Colebrook denkleminden gelen bir değer. Yukarıdaki örnekte 20 m PVC’de f ≈ 0,025 ve Δp = 0,025 × (20 ÷ 0,025) × 1.000 × 1,02² ÷ 2 ≈ 10.400 Pa, yani yaklaşık 0,1 bar ya da 1,06 m basma yüksekliği. Dirsekler, vanalar ve bağlantı parçaları buna eklenir ve genellikle eşdeğer bir boru uzunluğu olarak sayılır.
Boru çapı seçmek
Su besleme boruları genellikle 1 ila 2 m/s için boyutlandırılır: daha yavaş borular daha pahalıdır, daha hızlı olanlar gürültülüdür, bağlantıları aşındırır ve çok fazla basınç kaybeder. Kavitasyondan kaçınmak için emme hatları 1 m/s’nin altında tutulur. Basınç kaybı hızın karesiyle arttığı için bir üst boru çapına geçmek kaybı çoğu zaman üçte ikisi kadar azaltır.
Hesaplayıcılar
Boru akışı hesaplayıcı debiden, çaptan, uzunluktan ve boru malzemesinden hızı, Reynolds sayısını, sürtünme katsayısını ve basınç kaybını verir. Reynolds sayısı hesaplayıcı her akışkan için akış rejimini tek başına hesaplar.