A hidraulikus hálózat, nyomásesés, súrlódás, glikol, fagyálló, csővezetékek kiszámítása
Az általános nyomásesések kiszámítása
A lineáris nyomásesés kiszámítását, amely megfelel egy egyenes vonalú csatorna általános áramlásának, a következő általános képlet adja meg:
- D o = lineáris nyomásesés Pa-ban
- L = nyomásveszteségi együttható (méret nélküli szám)
- o = a víz sűrűsége kg/m3-ben
- V = áramlási sebesség m/s-ban
- D = a hidraulikus cső átmérője m-ben
- L = a cső hossza méterben
- A nyomásesés logikailag közvetlenül arányos a cső hosszával: növekszik, ha a cső hossza növekszik.
- Az átmérő csökkenésével a nyomásesés jelentősen megnő. A folyadék nehezebben áramlik, ezért a súrlódás azonos áramlási sebesség mellett növekszik.
- Minél jobban nő az áramlás (nagyobb sebesség), annál nagyobbak a súrlódási erők azonos átmérőnél.
Áramlási rendszerek
A folyadék áramlási rendszerének jellegét a reynolds-szám értéke határozza meg. A különböző áramlási rendeket a Moody diagram grafikus ábrázolása szemlélteti, felhasználva az X tengely reynolds számát és az Y tengely F F súrlódási tényezőjét.
A folyadék áramlási módját 3 formában jellemzik:
| Lamináris rendszer | A 2000-nél kisebb reynolds-szám azt jelzi, hogy az áramlás nyugodt és szabályos. |
| Viharos rezsim | A 4000-nél nagyobb reynolds-szám azt jelzi, hogy az áramlás örvény és örvény formájában van. |
| Kritikus terület | A 2000-es és 4000-es reynolds-szám azt jelzi, hogy az áramlás instabil a lamináris és a turbulens rezsim között. |
A folyadék viszkozitása jellemzője, hogy többé-kevésbé folyékony, vagy más szavakkal, szemben áll a szivattyúzással, vagy a nyíláson vagy csövön való áthaladással szembeni kisebb-nagyobb ellenállással. A hőmérséklet nagy hatással van a viszkozitásra.
A Reynolds-szám fordítottan arányos a kinematikai viszkozitással. A folyadék viszkozitása olyan jellemző, amely meghatározza a folyadék mozgásával szembeni ellenállást. Minél nagyobb a kinematikai viszkozitás, annál nehezebb lesz a folyadékot a csővezetékben mozgatni.
Minél viszkózusabb a folyadék, annál nagyobb a súrlódás, ezért a nyomásesés növekszik.
Hőmérsékletfüggés a viszkozitástól:
- Gáznemű folyadékok = A viszkozitás növekszik a hőmérséklet növekedésével.
- Folyadékok = A viszkozitás csökken a hőmérséklet növekedésével.
Kinematikai viszkozitás (v) a dinamikus viszkozitás és a folyadék sűrűségének aránya
Reynolds-szám kiszámítása
A Reynolds-szám nem dimenziós (ezért egységek nélkül). Az áramlás és a folyadék 3 fontos jellemzőjét ötvözi: sebesség, sűrűség és viszkozitás.
Az átmérőre azért van szükség, hogy a szám nem dimenziós legyen. Az átmérőt jellegzetes hosszúságnak nevezzük.
A 2000-es vagy annál kevesebb Reynolds-szám lamináris áramlást, míg a 4000-es vagy annál nagyobb a turbulens áramlást jelzi.
A reynolds szám vagy a következő:
(kg/m.s = 1 Poiseuille = 10 poise)
Nyomásesési együttható
Lamináris áramlás (2000 font)
Lamináris rendszerben a csövek belső falainak felületének jellege vagy állapota nem vesz részt a nyomásesés kiszámításában.
A nyomásesési együtthatót a következő függvény határozza meg:
- L = nyomásveszteségi együttható
- Újra = Reynolds-szám