Co to jest utrata tarcia?

Utrata tarcia w rurze jest pomiarem lub obliczeniem utraty przepływu lub ciśnienia z powodu interakcji płynu ze ścianami rury. Straty te należy ustalić dla systemów rur, ponieważ pompy muszą być określone z wystarczającą mocą, aby przezwyciężyć straty i zapewnić odpowiednie prędkości przepływu. Utrata tarcia różni się w zależności od materiałów rurowych, długości i prędkości przepływu cieczy.

Systemy rur składają się z prostych lub zakrzywionych odcinków rur, połączeń, zaworów i innych złączek. W miarę wzrostu systemu i złożoności płyny biegnące przez niego wchodzą w interakcje ze ścianami rury i różnymi wyposażeniami, powodując opór. Nadmierne ilości oporu ostatecznie spowodują utratę przepływu w kliencie lub miejscu docelowym, jeśli nie zostaną przezwyciężone przez dodatkową moc pompowania.

Materiały stosowane w rurach różnią się znacznie, od żeliwa po tworzywa sztuczne, a każdy typ ma szczególną chropowatość na ścianach wewnętrznych. Producenci rur wydają tabele, które pokazują oczekiwane tarcieStrata na długość rury dla różnych materiałów i średnic rury, z średnicą mierzącą odległość w wewnętrznym obszarze rury. Podczas obliczania utraty tarcia stosuje się zmierzony lub szacowany współczynnik chropowatości, a niedokończona rura żelaza ma wyższy współczynnik chropowatości niż gładka rura z tworzywa sztucznego.

Tabele utraty tarcia pokazują wartości stóp głowy wody na 100 stóp rury (wartość jest taka sama w metrach), ponieważ pojemność pompy i wymagania dotyczące mocy są zwykle rozmiarowe w stopach wody. Ta wartość szacuje, ile stóp pionowych pompa może popchnąć wodę o danym rozmiarze silnika, co pozwala projektantom powiązać zasilanie pompy bezpośrednio z systemem rurowym. Wpływ utraty tarcia wzrasta wraz z długością systemu i liczbą wyposażenia i zakrzywionych sekcji, i można go jedynie zmniejszyć, stosując gładszą rury, ale nie można go wyeliminować.

Straty również rosną jako prędkość, oR prędkość płynu wzrasta w rurze. Zwiększenie ciśnienia systemowego jest lepszym rozwiązaniem niż zwiększenie prędkości przepływu, dlatego miejskie systemy wodne wykorzystują podwyższone wieże wodne. Utrzymanie zapasu wody w podwyższonym zbiorniku nie tylko zapewnia dodatkową wodę na okresy dużego popytu, ale także utrzymuje stałe ciśnienie w celu przezwyciężenia strat układu.

Utrata tarcia jest ważna we wszystkich komercyjnych systemach rurociągów, ponieważ wyższy opór równa się wyższym kosztom pompowania. Istnieją pewne zastosowania, w których odpowiednia zdolność pompowania ma kluczowe znaczenie, takie jak walka przeciwpożarowa. Ciężarówka pompująca ogień musi zapewniać duże ilości wody przez długie odcinki węża, często do górnych pięter budynku. Wraz ze wzrostem zapotrzebowania na wodę ciężarówka pompy musi zapewnić odpowiedni nacisk na dyszach, aby utrzymać zdolność walki. Dysze węża są zaprojektowane jako długie cienkie rurki, ponieważ przekształca to ciśnienie węża na wysoki przepływ w dyszy bez potrzeby dużych prędkości wwąż gumowy.

Powietrze jest również płynem, a utrata tarcia występuje w systemach ogrzewania i klimatyzacji, gdy powietrze porusza się przez kanały łączące się z różnymi pomieszczeniach. Projektanci systemów wykorzystują obliczenia utraty tarcia, aby określić moc wentylatora wymaganą do odpowiedniego przepływu powietrza w budynkach. Niewystarczające rozmiar fanów i kanałów może powodować słaby przepływ powietrza w niektórych obszarach domu lub budynku lub nieodpowiednie ogrzewanie lub chłodzenie na wyższych piętrach budynku wielopiętrowego.