Pypvloei

in Wikipedia, die vrye ensiklopedie
Spring na: navigasie, soek

Pypvloei of pyphidrolika gaan oor die drukval in 'n pyp.

In 'n pypsisteem geld die volgende:

waar:

= Drukverhoging wat 'n pomp in die sisteem veroorsaak.

= Drukverskil wat veroorsaak word deur 'n verskil in hoogte of elevasie. Dit is die Potensiële energie.

= Kinetiese energie

= Drukverskil tussen die begin en eindpunt

= Drukval in die pyp agv wrywing

= Drukval oor die beheerklep

= Drukval oor ander toerusting in die lyn, soos bv reaktore, kolomme, hitteruilers en 'n vloeimeetskyf. Pypvernouers, elmboë en T-stukke word hanteer onder wrywingsdrukval (ΔPf).

Elke term van hierdie vergelyking word hieronder bespreek:

Pomp drukhoogte (ΔPa)[wysig | wysig bron]

Die drukverhoging wat 'n pomp bewerkstellig word bepaal deur die karakteristieke van elke pomp. Elke pomp het 'n ander pompkurwe met volumevloei op die x-as en pomphoogte, NPSHR, drywing en pompeffektiwiteit. Kyk byvoorbeeld die pompkurwe vir 'n sentrifugale pomp.

Elevasie drukverskil (ΔPEL)[wysig | wysig bron]

Hierdie verwys na die Potensiële energie wat die vloeier besit. Dit word bereken deur die formule:

waar:

= Drukverskil in kPa

= digtheid van die vloeier in 1000 kg/m3 of kg/liter of ton/m3

= Swaartekragversnelling = 9.81 m/s2

= Hoogteverskil in meter

Dus, in eenheidsimbole:

Kinetiese energie (ΔPKE)[wysig | wysig bron]

Wanneer 'n pypsisteem gemodelleer word, moet die verandering in kinetiese energie ook in ag geneem word.

  • Vir turbulente vloei (Re ≥ 2000): α = 1
  • Vir laminêre vloei (Re < 2000): α = 0.5
Voorbeeld ΔPKE
Kinetiese energie van vloeier 1.png
Kinetiese energie van vloeier 2.png
Kinetiese energie van vloeier 3.png
Kinetiese energie van vloeier 4.png
Kinetiese energie van vloeier 5.png

Drukverskil tussen beginpunt en eindpunt (ΔPEP)[wysig | wysig bron]

Hierdie is bloot die drukverskil tussen die begin van die pypsisteem en die eindsisteem. Dus is:

Wrywingsdrukval (ΔPf)[wysig | wysig bron]

Die wrywingsdrukval in 'n pyp word gegee deur die volgende vergelyking.

Waar:

  • – Wrywingsdrukval [kPa]
  • – Darcy/Moody wrywingsfaktor [dimensieloos] Hierdie waarde kan òf bepaal word deur die Colebrookvergelyking òf die Moodygrafiek.
  • – (Ekwivalente) lengte van pyp [m]
  • – Pyp binnediameter [m]
  • Digtheid van vloeier [kg/m3]
  • – Vloeisnelheid [m/s]
  • – Hoogte vloeistof [m]
  • Gravitasieversnelling = 9.81 m/2

Die snelheid in 'n lyn kan soos volg in terme van die volume- en massavloeitempo geskryf word:

Waar:

  • – Binnedeursnitarea van die pyp [m2]
  • – Pyp binnediameter [mm]
  • – Volumevloeitempo [m3/h]
  • – Massavloeitempo [kg/h]
  • – digtheid van die vloeier [kg/m3]

Indien hierdie in die boonste formule vervang word, word die volgende verkry:

Dus, ter opsomming:

Bepaling van ekwivalente pyplengte[wysig | wysig bron]

Die drukval oor pyptoebehore soos kleppe, elmboë, T-stukke, vernouers, lynsiwwe, pypingange en pypuitgange word gewoonlik saam met die wrywingsdrukval bereken en word by die totale pyplengte getel as 'n ekwivalente pyplengte (L/D). Bv, 'n sluisklep wat voloop is se ekwivalente pyplengte is L/D = 13. Dus, indien die totale pyplengte van 'n pypsisteem 10 m is en dit bevat 'n sluisklep wat voloop is in 'n pyp met 'n binnediameter van 200 mm (0.2 m), dan is die totale ekwivalente pyplengte Le = 10 + 13 × 0.2 = 10 + 2.6 = 12.6 m.

Soms word die weerstand gegee in terme van Kr. Die ekwivalente lengte word dan soos volg bereken:

Dus is die totale ekwivalente lengte:

Hierdie waarde word nou gebruik in die vergelyking om die totale wrywingsdrukval te bepaal:

Alternatiewelik is:

waar

Drukval oor beheerklep (ΔPCV)[wysig | wysig bron]

Kyk beheerklep.

Drukval oor ander toerusting (ΔPEQ)[wysig | wysig bron]

Kyk Vloeimeetskyf.

Pro rata drukvalformule[wysig | wysig bron]

Die volgende pro rata drukformule kan gebruik word om 'n bekende drukval te herlei by ander kondisies:

Waar:

  • = Drukval
  • = Vloei
  • = Digtheid
  • = Dinamiese viskositeit
  • = Pypdiameter

Vir 'n sisteem geld:

Bepaling van die eenhede van K as druk in kPa is en V in t/h:

Soliedes-uitsakking in lyne[wysig | wysig bron]

Indien 'n vloeistof solieds bevat is daar 'n kritiese snelheid wat gehandhaaf moet word sodat die soliedes nie uitsak nie. Om dit te bereken word Durand[1] se formule gebruik:

Waar:

  • = Kritiese snelheid om uitsakking van soliedes te verhoed [m/s]
  • = Dimensielose faktor
  • = Gravitasieversnelling = 9.81 m/s2
  • = Binnediameter van pyp [m]
  • = Spesifieke gravitasie van die vloeistof
  • = Spesifieke gravitasie van die droë soliedes


Bylaes[wysig | wysig bron]

Bylae A: Norman Lieberman se vereenvoudigde formule[wysig | wysig bron]

Die bekende Norman Lieberman het die volgende vereenvoudigde formule afgelei om die drukval deur 'n pyp te bepaal:[2]

Waar:

  • = Drukval in pvd (pond per vierkante duim) per 100 voet pyp.
  • = Pyp binnediameter in duim.
  • = Digtheid van vloeier in lb/vt3.
  • = Snelheid in pyplyn in vt/s (voet per sekonde).
  • = Empiries bereken.
  • = Digtheid van water [lb/vt3]. Dus is die middelste "term", ρ/62 die SG.
  • = Drukomskakeling van duim water na pvd.

Standaardeenhede

Die formule hierbo kan ook soos volg geskryf word:

Waar:

  • = Drukval in pyp in pvd
  • = Lengte van pyp in voet

Die konstante se eenhede is dus:

Skakel nou die konstante om na standaard eenhede:

Dus is die formule hierbo in standaard eenhede soos volg:

Waar:

  • = Drukval in pyp in kPa
  • = Lengte van pyp in m
  • = Digtheid van die vloeier in kg/m3
  • = Binnediameter van die pyp in m

of

Waar:

  • = Drukval in pyp per 100 meter pyp in kPa.
  • = Binnediameter van die pyp in mm.

Verwysings[wysig | wysig bron]

  1. Kyk bv LIQUID-SOLID FLOW.
  2. Verkry uit kursusnotas wat Normal Lieberman aangebied het in 2014