PIERDERE DE SARCINĂ – CURGERE SUB PRESIUNE

Calculul pierderii de sarcină la curgerea in tevi sub presiune folosind ecuatia Darcy–Weisbach-Colebrook

Efortul de forfecare datorat vâscozității fluidului și forța de frecare la peretele conductei crează o rezistență la curgere, exprimată ca o pierdere de sarcină și exprimată în metri (de conductă).
Calculul se face cu formula Darcy-Weisbach/Colebrook, care are următoarea formă:

  • h: cădere de sarcină [m]
  • f: factor de frecare (adimensional, depinde de rugozitatea suprafeței și regimul de curgere
  • L: lungime de curgere [m]
  • v: viteza de curgere [m/s]
  • d: diametrul de curgere (diametrul interior al conductei) [m]
  • g: accelerația gravitațională [m/s2]

Viteza de curgere [m/s] se calculează din debit și secțiunea de curgere

  • Q: debitul [m3/s]
  • d: diametrul de curgere (diametrul interior al conductei) [m]

Factorul de frecare este dependent de regimul de curgere: laminar(Re≤2000), turbulent(Re≥4.000) sau tranzitoriu.

Regimul de curgere este stabilit de numărul lui Reynolds:

  • Re: numărul lui Reynolds, adimensional
  • ρ: densitate [kg/m3]”
  • v: viteza de curgere [m/s]
  • d: diametrul de curgere (diametrul interior al conductei) [m]
  • eta: vâscozitatea dinamică [kg/m×s]

Vâscozitatea dinamică (η) este o proprietate a unui fluid, se masoară în [kg/m*s] și este dependentă de temperatură.

Pentru regim laminar:

 

Pentru regim turbulent (formula Colebrook):

  • ε: rugozitatea [m]
  • Re: numărul lui Reynolds, adimensional

Câteva valori tipice de rugozitate [m] pentru principalele materiale folosite în construcția țevilor:

Material Valoare
Plastic 0.01×10-3
Azbest 0.1×10-3
Oțel 0.2×10-3
Fontă 0.5×10-3
Beton 1×10-3
Oțel (ruginit) 2×10-3

Pentru regim transitoriu factorul de frecare Darcy nu poate fi calculat cu o precizie acceptabilă și algoritmul nu se aplică.

Notă: Pierderea de presiune [kg/m×s sau Pa], se calculează din pierderea de sarcină cu formula: Δp = ρgh

  • ρ: densitate, [kg/m3]
  • g: accelerația gravitațională. [m/s2]
  • h: pierderea de sarcină. [m]