Vad är friktionsförlust?
Friktionsförlust i röret är en mätning eller beräkning av förlust av flöde eller tryck på grund av vätskans interaktion med rörets väggar. Dessa förluster måste bestämmas för rörsystem, eftersom pumpar måste specificeras med tillräckligt med kraft för att övervinna förluster och ge tillräckliga flödeshastigheter. Friktionsförlust varierar beroende på rörmaterial, längd och vätskeflödeshastighet eller hastighet.
Rörsystem består av raka eller böjda sektioner av rör, anslutningar, ventiler och andra beslag. När ett system ökar i längd och komplexitet interagerar vätskorna som går genom det med rörets väggar och olika beslag, vilket skapar drag. Överflödiga dragkrafter kommer så småningom att orsaka flödesförlust hos kunden eller destinationen om den inte övervinns av extra pumpkraft.
Material som används i rör varierar mycket, från gjutjärn till plast, och varje typ har en särskild grovhet på innerväggarna. Rörstillverkare ger ut tabeller som visar den förväntade friktionsförlusten per rörlängd för olika material och rördiametrar, med diametern som mäter avståndet över rörets inre område. En uppmätt eller uppskattad ojämnhetsfaktor används vid beräkning av friktionsförlust, där oavslutade järnrör har en högre ojämnhetsfaktor än slät plaströr.
Tabeller för friktionsförlust visar värden på foten på vattenhuvudet per 100 fot med röret (värdet är detsamma i meter) eftersom pumpkapacitet och effektbehov normalt är dimensionerade i fot med vatten. Detta värde uppskattar hur många vertikala fötter en pump kan driva vatten med en viss motorstorlek, vilket gör det möjligt för designers att koppla pumpkraften direkt till ett rörsystem. Effekten av friktionsförlust ökar med systemets längd och antalet beslag och böjda sektioner och kan endast reduceras genom att använda ett jämnare rör, men kan inte elimineras.
Förlusterna ökar också när hastigheten eller hastigheten hos vätskan ökar i röret. Att öka systemtrycket är en bättre lösning än att öka flödet, varför kommunala vattensystem använder förhöjda vattentorn. Att upprätthålla en vattenförsörjning i en upphöjd tank ger inte bara extra vatten under perioder med hög efterfrågan, utan upprätthåller också ett mer konstant tryck för att övervinna systemförluster.
Friktionsförlust är viktigt i alla kommersiella rörsystem, eftersom högre drag motsvarar högre pumpkostnader. Det finns vissa tillämpningar där tillräcklig pumpkapacitet är kritisk, till exempel brandbekämpning. En brandpumpande lastbil måste tillhandahålla stora mängder vatten genom långa slangdelar, ofta till byggnadens övre våningar. När efterfrågan på vatten ökar måste pumpbilen tillhandahålla tillräckligt tryck vid munstyckena för att bibehålla brandbekämpningskapacitet. Slangmunstycken är utformade som långa tunna rör eftersom detta omvandlar slangtrycket till högt flöde vid munstycket utan behov av höga hastigheter i slangen.
Luft är också en vätska, och friktionsförlust inträffar i värme- och luftkonditioneringssystem när luft rör sig genom kanalerna som ansluter till olika rum. Systemdesignare använder beräkningar av friktionsförluster för att bestämma fläktkraften som krävs för tillräckligt luftflöde i byggnader. Otillräcklig storlek på fläkt och kanal kan resultera i dåligt luftflöde i vissa områden i ett hem eller byggnad, eller otillräcklig uppvärmning eller kylning på högre våningar i en byggnad med flera våningar.