แรงเสียดทานสูญเสียคืออะไร?

การสูญเสียความเสียดทานในท่อเป็นการวัดหรือคำนวณการสูญเสียการไหลหรือความดันเนื่องจากปฏิกิริยาของของเหลวกับผนังของท่อ การสูญเสียเหล่านี้จำเป็นต้องได้รับการพิจารณาสำหรับระบบท่อเนื่องจากต้องระบุปั๊มที่มีกำลังเพียงพอที่จะเอาชนะการสูญเสียและให้อัตราการไหลที่เพียงพอ การสูญเสียแรงเสียดทานแตกต่างกันไปตามวัสดุท่อความยาวและอัตราการไหลของของเหลวหรือความเร็ว

ระบบท่อประกอบด้วยส่วนตรงหรือโค้งของท่อการเชื่อมต่อวาล์วและอุปกรณ์อื่น ๆ ในขณะที่ระบบมีความยาวและความซับซ้อนเพิ่มขึ้นของเหลวที่ไหลผ่านจะมีปฏิสัมพันธ์กับผนังของท่อและอุปกรณ์ต่าง ๆ สร้างการลาก การลากในปริมาณที่มากเกินไปในที่สุดจะทำให้สูญเสียการไหลที่ลูกค้าหรือปลายทางหากไม่ได้รับการเอาชนะโดยการเพิ่มกำลังสูบน้ำ

วัสดุที่ใช้ในท่อแตกต่างกันอย่างมากจากเหล็กหล่อไปจนถึงพลาสติกและแต่ละประเภทมีความหยาบเฉพาะบนผนังภายใน ผู้ผลิตท่อออกตารางที่แสดงการสูญเสียแรงเสียดทานที่คาดไว้ตามความยาวของท่อสำหรับวัสดุและเส้นผ่านศูนย์กลางท่อที่แตกต่างกันโดยเส้นผ่านศูนย์กลางจะวัดระยะทางในพื้นที่ภายในของท่อ ตัวชี้วัดความหยาบที่ประเมินหรือถูกนำมาใช้เมื่อคำนวณการสูญเสียแรงเสียดทานกับท่อเหล็กที่ยังไม่เสร็จซึ่งมีปัจจัยความหยาบที่สูงกว่าท่อพลาสติกเรียบ

ตารางการสูญเสียแรงเสียดทานแสดงค่าของฟุตของหัวน้ำต่อ 100 ฟุตของท่อ (ค่าเหมือนกันในหน่วยเมตร) เนื่องจากความจุปั๊มและความต้องการพลังงานมีขนาดปกติในฟุตของน้ำ ค่านี้ประมาณว่าปั๊มแนวตั้งกี่ฟุตสามารถผลักน้ำด้วยขนาดมอเตอร์ที่กำหนดซึ่งช่วยให้นักออกแบบสามารถเชื่อมโยงกำลังของปั๊มกับระบบท่อโดยตรง ผลกระทบของการสูญเสียแรงเสียดทานเพิ่มขึ้นตามความยาวของระบบและจำนวนของอุปกรณ์และส่วนโค้งและสามารถลดลงได้โดยการใช้ท่อที่นุ่มนวลเท่านั้น แต่ไม่สามารถกำจัดได้

การสูญเสียเพิ่มขึ้นเมื่อความเร็วหรือความเร็วของของเหลวเพิ่มขึ้นในท่อ การเพิ่มความดันของระบบเป็นวิธีแก้ปัญหาที่ดีกว่าการเพิ่มอัตราการไหลซึ่งเป็นสาเหตุที่ระบบน้ำในเขตเทศบาลใช้หอน้ำสูง การบำรุงรักษาแหล่งจ่ายน้ำในถังยกระดับไม่เพียง แต่ให้น้ำเสริมสำหรับช่วงเวลาของความต้องการสูง แต่ยังรักษาแรงดันคงที่มากขึ้นเพื่อเอาชนะการสูญเสียระบบ

การสูญเสียความเสียดทานเป็นสิ่งสำคัญในระบบท่อเชิงพาณิชย์ทุกประเภทเนื่องจากแรงต้านที่สูงกว่าเท่ากับต้นทุนการสูบที่สูงขึ้น มีแอปพลิเคชั่นบางตัวที่ความสามารถในการสูบน้ำอย่างเพียงพอเป็นสิ่งสำคัญเช่นการดับเพลิง รถสูบน้ำดับเพลิงจะต้องจัดหาน้ำปริมาณมากผ่านทางท่อยาวซึ่งมักจะอยู่ที่ชั้นบนของอาคาร เมื่อความต้องการน้ำเพิ่มขึ้นรถบรรทุกปั๊มจะต้องจ่ายแรงดันเพียงพอที่หัวฉีดเพื่อรักษาความสามารถในการดับเพลิง หัวฉีดของท่อนั้นถูกออกแบบมาให้มีลักษณะเป็นท่อบาง ๆ ยาว ๆ เพราะมันจะทำการแปลงแรงดันของท่อให้ไหลไปที่หัวฉีดโดยไม่ต้องใช้ความเร็วสูงในท่อ

อากาศยังเป็นของเหลวและการสูญเสียแรงเสียดทานเกิดขึ้นในระบบทำความร้อนและปรับอากาศเมื่ออากาศเคลื่อนที่ผ่านท่อที่เชื่อมต่อกับห้องต่างๆ ผู้ออกแบบระบบใช้การคำนวณการสูญเสียความเสียดทานเพื่อกำหนดกำลังพัดลมที่ต้องการสำหรับการไหลเวียนอากาศที่เพียงพอในอาคาร การปรับขนาดพัดลมและท่อไม่เพียงพออาจส่งผลให้เกิดการไหลเวียนของอากาศไม่ดีในบางพื้นที่ของบ้านหรืออาคารหรือการให้ความร้อนหรือการระบายความร้อนไม่เพียงพอบนชั้นสูงของอาคารหลายชั้น