Berechnung von Druckabfällen in Hydraulikkreisen
Berechnung des Gesamtdruckabfalls im Warm- oder Kaltwasser-Hydraulikkreislauf.
Dieses von Itieffe erstellte Programm stellt eine wichtige Ressource für Wasserbaufachleute, Wassertechniker, Designer und alle dar, die an der Konstruktion und Optimierung komplexer Hydrauliksysteme beteiligt sind. Dieses Tool wurde entwickelt, um die Berechnung von Druckverlusten in Hydraulikkreisläufen zu vereinfachen und so eine genauere Auslegung und Optimierung der Systemleistung zu ermöglichen.
Druckverluste sind ein Schlüsselfaktor bei der Gestaltung hydraulischer Systeme und beeinflussen die Wasserverteilung, den Druck, den Durchfluss und die Energieeffizienz. Ein umfassendes Verständnis dieser Verluste ist unerlässlich, um die ordnungsgemäße Funktion der Systeme sicherzustellen und Energieverschwendung, übermäßige Kosten und Betriebsprobleme zu vermeiden.
Im Rahmen dieses Programms werden wir eine Reihe von Werkzeugen und Funktionen untersuchen, die die Berechnung lokaler Druckabfälle in komplexen Hydraulikkreisläufen erleichtern sollen. Wir führen Sie durch die Verwendung dieses Programms und stellen Ihnen klare Anweisungen und praktische Beispiele zur Verfügung, die es Ihnen ermöglichen, dieses Wissen in realen Situationen anzuwenden.
Zu den Highlights dieses Programms gehört die Möglichkeit, spezifische Daten des Wasserkreislaufs einzugeben, wie zum Beispiel: Art der örtlichen Widerstände, Durchmesser und Geschwindigkeit des Wassers. Anhand dieser Daten berechnet das Programm automatisch die Druckverluste und liefert präzise und detaillierte Ergebnisse für jedes Segment des Kreislaufs. Darüber hinaus bietet das Programm die Flexibilität, Simulationen für verschiedene Szenarien durchzuführen, sodass Sie verschiedene Entwurfsoptionen vergleichen und die optimale Lösung finden können.
Die Gestaltung effizienter Sanitärsysteme ist in einer Vielzahl von Branchen von entscheidender Bedeutung, von der Wasserversorgung über industrielle Anwendungen bis hin zur Gebäudeheizung/-kühlung. Ziel dieses Programms ist es, die Berechnung lokaler Druckabfälle zu vereinfachen, Ihnen wertvolle Zeit zu sparen und die Qualität und Effizienz Ihrer Sanitärprojekte zu verbessern.
Berechnung von Druckabfällen in Hydraulikkreisen
Der Druckabfall eines Hydraulikkreises ist der Widerstand, der dem darin enthaltenen Flüssigkeitsstrom entgegengesetzt ist. Die absolute Summe aller Druckabfälle wird als "Head of the Circuit" bezeichnet.
Die Prävalenz ist die Kraft, die die elektrische Pumpe haben muss, um die Druckabfälle des Kreislaufs zu überwinden und die in der Zeiteinheit (abhängig von der gewählten Temperaturschwankung) benötigte Wassermenge in ihr zu zirkulieren.
Die Berechnung des Kopfes wird unter Berücksichtigung des am stärksten benachteiligten Kreislaufs durchgeführt, dh des Kreislaufs, der den größten Widerstand gegen die Bewegung des Fluids bietet.
Alle Druckabfälle in den Rohren, die vom Wärmeerzeuger (oder Kühler) zum am stärksten benachteiligten Benutzer führen (Durchfluss + Rücklauf), werden addiert. Ihre Summe wird zur Summe der lokalisierten Druckverluste (Kurven, Abschnittsvariationen, Ventile, Klemmen, Generator usw.) addiert.
Ihre Summe ist die "Prävalenz der Schaltung".
Aufschlüsselung der Verluste
Kontinuierliche Druckverluste
Dies sind die Last- (oder Druck-) Verluste, die ein Fluid, das sich durch einen Kanal bewegt, aufgrund kontinuierlicher Widerstände aufgrund der inneren Reibung des Fluids selbst und aufgrund der äußeren Reibung aufgrund der Rauheit des Kanals erfährt.
Kontinuierliche Druckabfälle können sowohl in Druckeinheiten (Pascal oder Bar) als auch in der Flüssigkeitshöhe (Meter oder Millimeter Wassersäule) ausgedrückt werden.
Es ist zweckmäßig, ihren Wert unter Bezugnahme auf eine Einheitslänge des Kanals auszudrücken (in Sanitärsystemen normalerweise: Meter).
Die kontinuierlichen Druckverluste können mit der folgenden allgemeinen Formel berechnet werden:
r = Einheitskopfverlust (Pa / m)
Fa = Reibungsfaktor (dimensionslos)
D = Innendurchmesser des Kanals (m)
ρ = Dichte der Flüssigkeit (kg / m3)
v = mittlere Geschwindigkeit der Flüssigkeit (m / s)
Lokalisierte Druckabfälle
Dies sind die Last- (oder Druck-) Verluste, die eine Flüssigkeit, die sich durch einen Kanal bewegt, aufgrund versehentlicher Widerstände und Pfadunregelmäßigkeiten (Reduzierungen oder Verbreiterungen, Kurven, Ventile, Regler, Kessel, Wasserkühler, Anschlüsse) erfährt , usw.).
Lokalisierte Druckverluste können mit einer der folgenden Berechnungsmethoden ermittelt werden:
- direkt: basiert auf der Bestimmung eines Koeffizienten, dessen Wert von der Form des zufälligen Widerstands abhängt;
- Nenndurchflussraten: Diese beziehen sich (für jeden Widerstand) auf die Durchflussrate, die einem Einheitsdruckabfall (1 bar oder 0,01 bar) entspricht.
- äquivalente Längen: Ersetzt jeden versehentlichen Widerstand durch eine äquivalente Rohrlänge, die den gleichen Druckabfall erzeugen kann.
Alle unsere Berechnungen werden nach der "direkten Methode" nach folgender Formel durchgeführt:
z = lokaler Druckabfall (mm ca)
ξ = lokalisierter (dimensionsloser) Verlustkoeffizient
ρ = Dichte der Flüssigkeit (kg / m3)
v = durchschnittliche Strömungsgeschwindigkeit (m / s)
Berechnung von Druckabfällen in Hydraulikkreisen
Prospekt lokalisierter Widerstände
Gesamtkopfverluste
Dies sind die Druckverluste (oder der Druck), die eine Flüssigkeit, die sich durch einen Kanal bewegt, aufgrund kontinuierlicher und lokaler Widerstände erfährt.
Beispielsweise sind in einem Zwangsumlaufheizsystem die Drücke der Arbeit der elektrischen Pumpen entgegengesetzt.
Der Wert der gesamten Druckverluste wird durch Addition der kontinuierlichen und lokalisierten Druckverluste ermittelt.
Es ist jedoch zu beachten, dass der so erhaltene Wert kein bestimmter Wert ist, da er durch die Unsicherheit beeinflusst wird, mit der verschiedene Parameter in die Berechnungen eingehen:
- Der Durchmesser der Rohre kann aufgrund von Produktionstoleranzen, der Bildung von Verkrustungen oder der Ablagerung von Kalkstein variieren.
- Die Viskosität ist ein nicht immer bekannter Parameter, insbesondere beim Mischen mit Frostschutzflüssigkeiten.
- Die Rauheit ist ein schwer zu bestimmender Faktor und variiert im Laufe der Zeit erheblich.
- Die Installation der Rohre kann mit schlecht geschweißten Verbindungen (mit inneren Graten) oder mit zu engen und gequetschten Biegungen erfolgen.
Der Ausbau des Vertriebsnetzes kann während des Baus aufgrund von Störungen anderer Anlagen oder anderer Hindernisse, die im Projekt nicht vorgesehen sind, mit Abweichungen erfolgen.
Nach diesem kurzen Vorwort beginnen wir mit der Analyse des Programms: "Berechnung von Druckabfällen in Hydraulikkreisläufen" und wie es die lokalisierten Druckabfälle analysiert und berechnet.
Anzeigen rot hervorgehoben
- ρ = Dichte des Fluids: kg / m³. Der Wert entspricht einer Temperatur von 80 °C. Über den Pfeil können Sie sich mit einem Programm verbinden, das andere Temperaturen berechnet. Das Ergebnis wird mit 1.000 multipliziert;
- Hier ist es möglich, über ein Dropdown-Menü die Widerstände im Spiel einzufügen, wobei darauf zu achten ist, dass diejenigen eingefügt werden, die die Punkte A und B der am stärksten benachteiligten Schaltung verbinden.
- Die Pfeile zeigen jeweils die Links zu den Programmen „Dimensionierung von Kupfer- und Stahlrohrnetzen“, die weiter unten diskutiert werden;
- Der mit dem oben angegebenen Programm berechnete Wert muss eingegeben werden. Hinweis: Sie können auch das Gegenteil tun, indem Sie den mit diesem Programm berechneten Wert in den Wert für die Dimensionierung der Netzwerke bringen.
- Prävalenzergebnis in den verschiedenen Maßeinheiten angegeben;
- Der Testabschnitt dient lediglich als Hinweis.
Als Beispiel haben wir uns entschlossen, die Berechnungen an einer Schaltung mit Kupferrohren durchzuführen (es ist auch möglich, andere mit Stahlrohren in Millimetern und Zoll zu verwenden).
Unten ist angegeben, wie durch das Programm "Dimensionierung von Kupferrohrnetzen", Es ist möglich, die Druckabfälle der beteiligten Rohre zu berechnen:
Sobald die Projektwerte in den analysierten Schaltkreis eingegeben wurden, reicht es aus, den rot eingekreisten Wert in Punkt 4 des Programms anzugeben:
Mit diesen einfachen Schritten haben wir die Gesamthöhe des betreffenden Hydraulikkreislaufs berechnet, die in diesem Fall ca. 5.364 mm beträgt.
Außerdem berechnen wir den Durchfluss, den die Elektropumpe haben muss, um das Wasser im Kreislauf bei einer Temperaturdifferenz zwischen Vorlauf und Rücklauf von 10 °C (Δt) umzuwälzen mit dem Programm: „Dimensionierung von Elektropumpen"
Mit allen verfügbaren Ergebnissen ist es auch einfach, die von der Elektropumpe benötigte elektrische Leistung zu bestimmen, die mit dem folgenden Programm berechnet werden kann: "Leistungsberechnung für elektrische Pumpen".
Einfach richtig?
Gute Arbeit
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