Cơ học chất lỏng · Đường ống

Tổn thất áp suất trong ống

Tính vận tốc, số Reynolds, hệ số ma sát Darcy, tổn thất áp suất và tổn thất cột áp trong ống tròn thẳng.

Ngày tạo v1.0

Tác giả: Thibaut Grzelak, Kỹ sư tính toán cơ học

Dòng chảy trong ống
01

Dữ liệu tính toán

Cấu hình
Đường ống và dòng chảy
m
mm
L/s
m/s
Tự động tính từ Q và D.
Tính chất lưu chất
kg/m³
mPa·s
mm
Giá trị ban đầu gần với thép thương mại mới.

Kết quả đã được cập nhật.

03

Kết quả

Tổn thất cột áp
0,25m

h_f = Δp/(ρg).

Lưu lượng thể tích
2L/s

Lưu lượng đi qua ống.

Vận tốc trung bình
1,02m/s

v = Q/A.

Số Reynolds
50.736—

Xác định chế độ dòng chảy.

Hệ số Darcy
0,02369—

Hệ số không thứ nguyên f.

Độ nhám tương đối
0,0009—

ε/D.

Gradient áp suất
245,39Pa/m

Δp/L.

Diện tích dòng chảy
19,63cm²

A = πD²/4.

Chế độ rối: hệ số f được giải bằng Colebrook–White trong 3 vòng lặp, không làm tròn trung gian.

Xem chi tiết phép tínhCông thức, thay số và kết quả không làm tròn trung gianMở ↓

Ghi chú tính toán

Chi tiết đầy đủ của phép tính

1. Diện tích dòng chảy

Công thức—
Phép thế—
Kết quả—

2. Lưu lượng và vận tốc

Công thức—
Phép thế—
Kết quả—

3. Số Reynolds

Công thức—
Phép thế—
Kết quả—

4. Độ nhám tương đối

Công thức—
Phép thế—
Kết quả—

5. Hệ số ma sát

Công thức—
Phép thế—
Kết quả—

6. Tổn thất áp suất

Công thức—
Phép thế—
Kết quả—

7. Cột áp và gradient

Công thức—
Phép thế—
Kết quả—

Ống tròn thẳng, đường kính không đổi và dòng ổn định của chất lỏng không nén được. Không gồm tổn thất cục bộ, thay đổi cao độ, bơm, van và phụ kiện.

01Công thức và ký hiệu

Các quan hệ sử dụng

AπD²/4Diện tích dòng chảy
ReρvD/μSố Reynolds
f64/ReChế độ tầng
f1/√f = −2 log₁₀(ε/(3,7D) + 2,51/(Re√f))Colebrook–White
Δpf(L/D)ρv²/2Darcy–Weisbach
hfΔp/(ρg)Tổn thất cột áp
02Giả thiết và giới hạn

Phạm vi áp dụng

  • Dòng ổn định trong ống đầy.
  • Chất lỏng không nén được với thuộc tính không đổi.
  • Đường kính trong và độ nhám không đổi.
  • Khoảng 2.300 ≤ Re < 4.000 được đánh dấu là chuyển tiếp; hệ số hiển thị chỉ mang tính tham khảo.
  • Tổn thất cục bộ phải được cộng riêng.
03Ví dụ kiểm chứng

Trường hợp số tham chiếu

  1. Nước ở 20 °C, D = 50 mm, L = 10 m, Q = 2 L/s và ε = 0,045 mm.
  2. v = 1,01859 m/s; Re = 50.736; ε/D = 0,0009.
  3. f = 0,023694; Δp = 2,45394 kPa; hf = 0,25068 m.
04Tài liệu tham khảo

Tài liệu kỹ thuật

  1. Darcy–Weisbach equation for major losses in straight pipes.
  2. Colebrook, C. F., turbulent flow in pipes with particular reference to the transition region between smooth and rough pipe laws.
  3. Các thuộc tính chất lỏng đề xuất là giá trị thông dụng; hãy xác nhận nhiệt độ và bảng dữ liệu chất lỏng cho tính toán hợp đồng.