هد دینامیکی کل یا Total Dynamic Head یکی از مهمترین پارامترها در انتخاب پمپ است. پمپ باید در دبی طراحی، هد لازم برای جبران اختلاف ارتفاع، افت اصطکاک لولهها، افت شیرها و اتصالات، افت تجهیزات و اختلاف فشار میان ابتدا و انتهای سیستم را تأمین کند.
محاسبهگر این صفحه افت اصطکاک مستقیم لوله را با رابطه هیزن–ویلیامز و افت شیرها، زانوها، سهراهیها، صافیها و سایر اتصالات را با روش ضریب افت K محاسبه میکند. سپس این افتها را با اختلاف ارتفاع و هد تجهیزات جمع میکند. همچنین میتوان دبی، قطر داخلی، طول لوله، ضریب هیزن–ویلیامز یا هد دینامیکی کل را بهعنوان مجهول تعیین کرد.
محاسبه آنلاین هد دینامیکی کل پمپ
روش محاسبه و محدودیتها
hf = 10.67LQ1.852 / (C1.852D4.8704)
hm = ΣK · V²/(2g)
TDH = Δz + hf + hm + Hequipment
ضریب K هر شیر یا اتصال باید از کاتالوگ سازنده، استاندارد طراحی یا منبع معتبر مربوط به همان هندسه و وضعیت بازشدگی گرفته شود.
افت تجهیزاتی که منحنی افت فشار–دبی دارند، مانند صافی، کویل، مبدل و شیر کنترل، بهتر است مستقیماً از داده سازنده به هد تبدیل و در بخش هد ثابت تجهیزات وارد شود.
این نسخه برای یک مسیر با قطر ثابت طراحی شده است. اگر مسیر چند قطر، چند دبی یا چند شاخه دارد، هر بخش باید جداگانه محاسبه و افتها در مسیر بحرانی جمع شوند.
هد دینامیکی کل چیست؟
هد دینامیکی کل مقدار انرژی بر واحد وزن سیال است که پمپ باید به جریان اضافه کند تا سیال از نقطه مبدأ به نقطه مقصد منتقل شود.
در محاسبهگر این صفحه، هد موردنیاز سیستم از جمع مؤلفههای زیر به دست میآید:
در این رابطه:
- TDH: هد دینامیکی کل
- Δz: اختلاف ارتفاع میان نقطه ابتدا و انتها
- hf: افت اصطکاک مستقیم لوله
- hm: افت موضعی شیرها، اتصالات و تغییرات مسیر
- Hequipment: افت ثابت تجهیزات و سایر مؤلفههای هد
نتیجه زمانی بیانگر هد کامل سیستم است که تمام افت تجهیزات، اختلاف فشار مخازن و سایر مؤلفههای مؤثر نیز در محاسبه وارد شده باشند.
رابطه کامل انرژی در سیستم پمپاژ
برای تحلیل عمومی جریان بین دو نقطه میتوان از شکل هد معادله برنولی استفاده کرد:
این رابطه شامل مؤلفههای زیر است:
- اختلاف تراز هندسی
- اختلاف هد فشار
- اختلاف هد سرعت
- مجموع افتهای مستقیم و موضعی
در مخازن بزرگ، سرعت سطح سیال معمولاً بسیار کوچک است و هد سرعت در دو طرف قابل صرفنظرکردن است. اگر هر دو مخزن در فشار اتمسفر باشند، اختلاف هد فشار نیز صفر میشود.
تفاوت هد استاتیک و هد دینامیکی کل
هد استاتیک فقط اختلاف انرژی ناشی از ارتفاع یا فشار میان ابتدا و انتهای سیستم را نشان میدهد. هد دینامیکی کل علاوه بر آن، افتهای ناشی از حرکت سیال را نیز شامل میشود.
در یک سیستم باز میان دو مخزن اتمسفریک، هد استاتیک معمولاً همان اختلاف تراز سطح آزاد دو مخزن است.
در یک مدار بسته، افزایش ارتفاع مسیر رفت در مسیر برگشت بازیابی میشود و پمپ عمدتاً برای غلبه بر افت اصطکاک لولهها، شیرها، کویلها و تجهیزات انتخاب میشود.
افت اصطکاک مستقیم لوله
محاسبهگر برای افت اصطکاک مستقیم از رابطه هیزن–ویلیامز در دستگاه SI استفاده میکند:
در این رابطه:
- hf: افت هد مستقیم بر حسب متر سیال
- L: طول مستقیم لوله بر حسب متر
- Q: دبی بر حسب مترمکعب بر ثانیه
- D: قطر داخلی واقعی لوله بر حسب متر
- C: ضریب هیزن–ویلیامز
ضریب هیزن–ویلیامز C چیست؟
ضریب C وضعیت هیدرولیکی سطح داخلی لوله را در رابطه هیزن–ویلیامز نشان میدهد. هرچه این ضریب بزرگتر باشد، افت اصطکاک محاسبهشده کمتر خواهد بود.
مقدار ضریب فقط به نام جنس لوله وابسته نیست و عوامل زیر نیز بر آن اثر میگذارند:
- سن لوله
- خوردگی داخلی
- رسوب و گرفتگی
- کیفیت سطح داخلی
- شرایط بهرهبرداری
محاسبهگر مقادیر اولیه زیر را در اختیار کاربر قرار میدهد:
- لوله پلاستیکی صاف: C = 150
- لوله با پوشش داخلی لاستیکی: C = 120
- لوله فولادی نو: C = 120
- لوله فولادی کهنه: C = 105
- لوله فولادی زنگزده: C = 80
این مقادیر برای برآورد اولیهاند. در طراحی نهایی باید مقدار مناسب پروژه، استاندارد طراحی یا داده بهرهبرداری استفاده شود.
قطر داخلی لوله
در رابطه هیزن–ویلیامز باید قطر داخلی واقعی لوله وارد شود، نه سایز نامی یا قطر خارجی.
وابستگی افت هد به قطر بسیار شدید است:
به همین دلیل کاهش جزئی قطر داخلی میتواند افت فشار را به مقدار قابل توجهی افزایش دهد.
قطر داخلی واقعی به جنس، رده، ضخامت دیواره و استاندارد ساخت لوله وابسته است. دو لوله با سایز نامی یکسان ممکن است قطر داخلی متفاوتی داشته باشند.
اثر دبی بر افت فشار
در رابطه هیزن–ویلیامز:
بنابراین افت اصطکاک با افزایش دبی بهصورت غیرخطی افزایش پیدا میکند. دو برابرشدن دبی، افت اصطکاک را بیش از دو برابر میکند.
این رفتار علت شکل صعودی منحنی سیستم است:
در رابطه هیزن–ویلیامز، توان دبی تقریباً برابر 1.852 است.
اثر طول لوله
افت اصطکاک مستقیم با طول مسیر متناسب است:
دو برابرشدن طول مستقیم لوله، در صورت ثابتبودن سایر پارامترها، افت هد مستقیم را دو برابر میکند.
طول واردشده در بخش لوله، طول واقعی قسمت مستقیم مسیر است. افت شیرها و اتصالات در جدول جداگانه محاسبه میشود.
محاسبه افت شیرها و اتصالات با ضریب K
افت موضعی شیرها، زانوها، سهراهیها، ورودیها، خروجیها، تبدیلها و سایر اتصالات از رابطه زیر محاسبه میشود:
برای هر نوع قطعه، تعداد و ضریب افت آن وارد میشود:
سپس افت کل اتصالات چنین به دست میآید:
در این روابط:
- Ki: ضریب افت هر قطعه
- ni: تعداد آن قطعه
- V: سرعت متوسط جریان در لوله
- g: شتاب گرانش
ماژول امکان افزودن چند ردیف برای شیر، زانو، سهراهی، صافی و سایر قطعات را دارد و افت هر ردیف و مجموع افت اتصالات را جداگانه نمایش میدهد.
انتخاب ضریب K مناسب
ضریب افت یک عدد کاملاً ثابت و عمومی برای نام هر قطعه نیست. مقدار K ممکن است به عوامل زیر وابسته باشد:
- نوع دقیق قطعه
- قطر و هندسه داخلی
- شعاع زانو
- مسیر مستقیم یا انشعاب سهراهی
- زاویه تغییر مسیر
- نوع شیر
- درصد بازشدگی شیر
- نسبت قطر در تبدیلها
- مشخصات سازنده
برای مثال، ضریب افت یک زانوی ۹۰ درجه شعاع بلند با زانوی شعاع کوتاه یکسان نیست. همچنین ضریب افت شیر کاملاً باز با همان شیر در حالت نیمهباز تفاوت زیادی دارد.
در طراحی نهایی باید مقدار ضریب از کاتالوگ سازنده، استاندارد طراحی یا مرجع معتبر مربوط به همان قطعه استخراج شود.
محاسبه افت هر ردیف از اتصالات
برای هر ردیف، ابتدا ضریب کل آن نوع قطعه محاسبه میشود:
افت هد همان ردیف:
این روش کمک میکند سهم هر گروه از اتصالات در افت کل مسیر مشخص شود و قطعات دارای افت زیاد شناسایی شوند.
صافی را با ضریب K محاسبه کنیم یا افت سازنده؟
اگر ضریب افت معتبر صافی مشخص باشد، میتوان آن را مانند سایر قطعات در جدول K وارد کرد.
بااینحال، برای صافیها معمولاً استفاده از افت فشار اعلامشده سازنده در دبی طراحی دقیقتر است؛ زیرا افت صافی به موارد زیر وابسته است:
- نوع صافی
- سطح آزاد توری
- مش توری
- قطر اتصال
- تمیزی یا گرفتگی
- دبی واقعی
- ویسکوزیته سیال
افت صافی تمیز و صافی کثیف میتواند تفاوت قابل توجهی داشته باشد. افت اعلامشده سازنده را میتوان به هد تبدیل و در بخش «هد ثابت تجهیزات» وارد کرد.
هد ثابت تجهیزات شامل چه مواردی است؟
شیرها، زانوها، سهراهیها و اتصالات معمولی را میتوان مستقیماً با واردکردن تعداد و ضریب افت K در جدول ماژول محاسبه کرد.
فیلد «هد ثابت تجهیزات و سایر مؤلفهها» برای مواردی استفاده میشود که افت آنها مستقیماً از کاتالوگ سازنده، اندازهگیری یا محاسبهای جداگانه به دست آمده است.
- افت کویل و مبدل حرارتی
- افت چیلر یا دیگ
- افت صافی در حالت تمیز یا کثیف بر اساس داده سازنده
- افت شیر کنترل در دبی طراحی
- افت فیلتر و تجهیزات فرایندی
- افت فلومتر و کنتور
- اختلاف فشار میان مخازن بسته
- هد لازم در نقطه مصرف
- اختلاف هد سرعت
اگر افت این اجزا وارد نشود، مقدار TDH محاسبهشده کمتر از هد واقعی سیستم خواهد بود.
تبدیل افت فشار تجهیزات به هد
اگر سازنده افت فشار تجهیز را اعلام کرده باشد، مقدار هد از رابطه زیر به دست میآید:
در این رابطه:
- H: افت هد تجهیز
- ΔP: افت فشار تجهیز
- ρ: چگالی سیال
- g: شتاب گرانش
برای آب با چگالی نزدیک به هزار کیلوگرم بر مترمکعب:
برای سیالهایی با چگالی متفاوت باید چگالی واقعی همان سیال استفاده شود.
روش طول معادل
روش دیگری برای واردکردن افت اتصالات، تبدیل آنها به طول معادل لوله است:
در صورت استفاده از روش طول معادل، طول معادل اتصالات به طول مستقیم افزوده میشود.
توجه: برای یک اتصال نباید هم طول معادل آن به طول لوله افزوده شود و هم ضریب K آن در جدول وارد شود؛ زیرا افت همان قطعه دو بار محاسبه خواهد شد.
اختلاف ارتفاع مثبت و منفی
اگر سطح مقصد بالاتر از مبدأ باشد، اختلاف ارتفاع مثبت است و به هد موردنیاز پمپ اضافه میشود:
اگر مقصد پایینتر باشد، اختلاف ارتفاع میتواند منفی وارد شود. در این شرایط گرانش بخشی از انرژی لازم برای جریان را تأمین میکند.
در برخی سیستمها ممکن است اختلاف ارتفاع منفی از مجموع افتها بزرگتر باشد و هد محاسبهشده منفی شود. چنین وضعیتی میتواند نشاندهنده امکان جریان ثقلی یا نیاز به کنترل جریان باشد، نه انتخاب پمپ با هد منفی.
اختلاف فشار میان ابتدا و انتهای سیستم
اگر ابتدا و انتهای سیستم تحت فشارهای متفاوت باشند، اختلاف هد فشار باید محاسبه شود:
برای مثال، پمپاژ از یک مخزن اتمسفریک به یک مخزن تحت فشار، علاوه بر اختلاف ارتفاع و افتها، به هد فشار نیز نیاز دارد.
این مؤلفه را میتوان در فیلد «هد ثابت تجهیزات و سایر مؤلفهها» وارد کرد.
هد سرعت
هد سرعت برابر است با:
اگر قطر و سرعت در ابتدا و انتهای سیستم متفاوت باشند، اختلاف هد سرعت باید در معادله انرژی لحاظ شود:
در مخازن بزرگ معمولاً سرعت سطح آزاد ناچیز است، اما در نازلها و خطوط خروجی پرسرعت ممکن است هد سرعت اهمیت داشته باشد.
حل خودکار پارامتر مجهول
ماژول دقیقاً یک فیلد خالی را بهعنوان مجهول تشخیص میدهد. پارامترهای قابل حل عبارتاند از:
- هد دینامیکی کل
- دبی
- قطر داخلی لوله
- طول لوله
- ضریب هیزن–ویلیامز
در حل معکوس نیز افت اتصالات از محاسبات حذف نمیشود. برای مثال، هنگام محاسبه دبی یا قطر مجهول، هم افت مستقیم لوله و هم افت موضعی شیرها و اتصالات در حل عددی وارد میشوند.
محاسبه دبی از هد موجود
اگر هد کل موجود، اختلاف ارتفاع، هد تجهیزات، قطر، طول، ضریب C و مجموع ضرایب اتصالات معلوم باشند، هد قابل اختصاص به افتهای جریان تعیین میشود:
سپس دبی باید از حل همزمان رابطه افت مستقیم و افت موضعی به دست آید:
ازآنجاکه افت هیزن–ویلیامز با توان 1.852 دبی و افت موضعی با مربع دبی تغییر میکند، ماژول دبی را به روش عددی حل میکند.
محاسبه قطر داخلی لازم
اگر دبی، طول، ضریب C و هد موجود معلوم باشند، قطر باید بهگونهای تعیین شود که مجموع افت مستقیم و افت اتصالات از هد موجود بیشتر نشود.
قطر محاسبهشده یک قطر هیدرولیکی نظری است. در مرحله انتخاب باید نزدیکترین سایز استاندارد مناسب انتخاب و محاسبه با قطر داخلی واقعی آن تکرار شود.
محاسبه طول مجاز لوله
اگر دبی، قطر، ضریب C و هد کل معلوم باشند، ابتدا افت اتصالات از هد قابلاستفاده کم میشود:
سپس طول مجاز لوله از رابطه هیزن–ویلیامز محاسبه میشود.
محاسبه ضریب C از دادههای بهرهبرداری
اگر دبی، قطر، طول، افت اتصالات و هد واقعی اندازهگیری شده باشند، میتوان ضریب مؤثر هیزن–ویلیامز را محاسبه کرد.
در این حالت ابتدا سهم افت شیرها و اتصالات و سایر مؤلفهها از هد اندازهگیریشده کم میشود و افت باقیمانده به لوله مستقیم اختصاص داده میشود.
این روش میتواند برای برآورد وضعیت داخلی یک خط موجود مفید باشد، مشروط بر آنکه همه افتهای دیگر بهدرستی از افت کل جدا شده باشند.
سرعت متوسط جریان
ماژول سرعت متوسط را نیز محاسبه میکند:
برای لوله دایرهای:
بنابراین:
سرعت جریان هم بر افت مستقیم و هم بر افت شیرها و اتصالات اثر دارد. افت موضعی با مربع سرعت تغییر میکند:
سرعت مناسب به نوع سیستم، جنس لوله، صدا، فرسایش، ضربه قوچ، کیفیت آب و محدودیت افت فشار وابسته است.
شیب افت اصطکاک
شیب افت مستقیم از تقسیم افت لوله بر طول آن به دست میآید:
ماژول این مقدار را به صورتهای زیر نمایش میدهد:
- m/100m
- ft/100ft
این مقدار فقط به افت مستقیم لوله مربوط است و افت شیرها و اتصالات بهصورت جداگانه گزارش میشود.
مثال محاسبه هد کل بدون اتصالات
فرض کنید:
- دبی: 10 m³/h
- قطر داخلی لوله: 50 mm
- طول مستقیم: 100 m
- ضریب هیزن–ویلیامز: C = 150
- اختلاف ارتفاع: 10 m
- هد ثابت تجهیزات: صفر
تبدیل دبی و قطر:
افت اصطکاک مستقیم:
هد دینامیکی کل:
مثال کامل با شیرها و اتصالات
همان سیستم قبل را در نظر بگیرید و فرض کنید مجموع ضرایب افت شیرها و اتصالات برابر باشد با:
سرعت متوسط جریان در لوله ۵۰ میلیمتری تقریباً برابر است با:
هد سرعت:
افت شیرها و اتصالات:
اگر هد ثابت تجهیزات نیز ۲ متر باشد:
این مثال نشان میدهد که حذف شیرها، اتصالات و تجهیزات میتواند هد محاسبهشده سیستم را کمتر از مقدار واقعی نشان دهد.
هد سیستم باز
در یک سیستم باز که سیال از مخزن پایین به مخزن بالاتر منتقل میشود:
اختلاف ارتفاع باید میان سطح آزاد مبدأ و سطح آزاد مقصد در شرایط طراحی محاسبه شود.
اگر سطح مخازن در بهرهبرداری تغییر میکند، شرایط حداقل و حداکثر هد استاتیک باید جداگانه بررسی شوند.
هد سیستم بسته
در یک مدار بسته مانند آب سرد یا آب گرم ساختمان، پمپ سیال را در یک حلقه بسته به گردش درمیآورد. افزایش ارتفاع در مسیر رفت در مسیر برگشت بازیابی میشود.
در نتیجه:
هد پمپ عمدتاً شامل افتهای زیر است:
- لولههای رفت و برگشت
- شیرها و اتصالات
- کویلها
- چیلر یا دیگ
- صافیها
- شیرهای کنترل
فشار پرکن سیستم بسته با هد پمپ در زمان کار یک مفهوم واحد نیست.
تفاوت هد و فشار
هد انرژی بر واحد وزن سیال است و با واحد طول بیان میشود. فشار انرژی بر واحد حجم است.
رابطه میان فشار و هد:
بنابراین:
یک پمپ در دبی معین تقریباً هد مشخصی ایجاد میکند، اما فشار متناظر با آن به چگالی سیال وابسته است.
انتخاب پمپ بر اساس TDH
پس از محاسبه دبی طراحی و هد دینامیکی کل، نقطه موردنظر روی منحنی پمپ بررسی میشود.
انتخاب پمپ فقط بر اساس عدد TDH کافی نیست. موارد زیر نیز باید بررسی شوند:
- قرارگرفتن نقطه کار روی منحنی واقعی پمپ
- فاصله از نقطه بهترین راندمان
- راندمان پمپ
- توان موردنیاز
- قطر پروانه
- سرعت دورانی
- محدوده مجاز کارکرد
- هد مکش مثبت خالص موردنیاز
- شرایط حداقل و حداکثر دبی
منحنی سیستم
منحنی سیستم رابطه میان دبی و هد موردنیاز را نشان میدهد.
افت مستقیم هیزن–ویلیامز تقریباً با توان 1.852 دبی تغییر میکند و افت موضعی شیرها و اتصالات تقریباً با مربع دبی متناسب است:
با افزایش دبی، هد موردنیاز سیستم افزایش مییابد. نقطه کار واقعی پمپ از تقاطع منحنی پمپ و منحنی سیستم به دست میآید.
تفاوت هیزن–ویلیامز و دارسی–ویسباخ
هیزن–ویلیامز یک رابطه تجربی و ساده برای جریان آب در لوله پُر است. این رابطه بهطور مستقیم ویسکوزیته و عدد رینولدز را وارد محاسبه نمیکند.
رابطه دارسی–ویسباخ عمومیتر است:
ضریب اصطکاک دارسی به عدد رینولدز و زبری نسبی وابسته است:
دارسی–ویسباخ برای طیف وسیعتری از سیالات، دماها و شرایط جریان مناسب است.
موارد نامناسب برای هیزن–ویلیامز
برای این موارد استفاده از دارسی–ویسباخ مناسبتر است:
- روغن و سیالات با ویسکوزیته زیاد
- محلولهای غلیظ گلیکول
- سیالات غیرنیوتنی
- دوغاب و جریان دارای ذرات جامد
- گازها
- جریان دوفازی
- سیالات با تغییر شدید خواص در طول مسیر
- محاسبات دقیق و عمومی افت فشار
محدودیت مسیر با قطر ثابت
نسخه فعلی ماژول یک مسیر با یک قطر داخلی و یک دبی ثابت را تحلیل میکند.
اگر مسیر شامل چند قطر باشد، باید به چند بخش تقسیم شود. افت هر بخش با قطر، طول و دبی همان بخش محاسبه و سپس افتها با یکدیگر جمع شوند.
در شبکههای شاخهای نیز باید مسیر بحرانی یا مسیری که بیشترین افت را دارد مشخص شود. جمعکردن طول و اتصالات تمام شاخهها در یک مسیر واحد نتیجه درستی ایجاد نمیکند.
روش استفاده از محاسبهگر
- دبی و واحد آن را وارد کنید.
- قطر داخلی واقعی لوله را وارد کنید.
- طول مستقیم مسیر را مشخص کنید.
- جنس لوله و ضریب مناسب هیزن–ویلیامز را انتخاب کنید.
- برای هر شیر، زانو، سهراهی، صافی یا اتصال یک ردیف ایجاد کنید.
- تعداد و ضریب افت K هر قطعه را وارد کنید.
- اختلاف ارتفاع ابتدا و انتهای سیستم را وارد کنید.
- افت تجهیزات دارای داده مستقل را در قسمت هد ثابت تجهیزات وارد کنید.
- دقیقاً یکی از پارامترهای اصلی را خالی بگذارید.
- نتایج افت مستقیم، افت اتصالات، هد تجهیزات و TDH را بررسی کنید.
خطاهای رایج در محاسبه TDH
- استفاده از سایز نامی بهجای قطر داخلی
- حذف افت شیرها، زانوها و سهراهیها
- استفاده از ضریب K نامرتبط با نوع واقعی قطعه
- استفاده از ضریب شیر کاملاً باز برای شیر نیمهباز
- حذف افت تجهیزات
- محاسبه همزمان یک اتصال با طول معادل و ضریب K
- استفاده از هد استاتیک بهجای هد دینامیکی کل
- جمعکردن ارتفاع ساختمان در یک مدار بسته
- استفاده از اختلاف ارتفاع پمپ تا بالاترین نقطه بهجای اختلاف تراز ابتدا و انتهای واقعی
- نادیدهگرفتن اختلاف فشار مخازن
- استفاده از ضریب C نامناسب
- استفاده از هیزن–ویلیامز برای سیال غیرآبمانند
- استفاده از یک قطر برای مسیری که چند قطر متفاوت دارد
- جمعکردن افت تمام شاخهها بهجای مسیر بحرانی
- انتخاب پمپ بدون بررسی منحنی سیستم
- افزودن حاشیه اطمینان بیش از اندازه
پرسشهای متداول
TDH مخفف چیست؟
مخفف Total Dynamic Head و به معنی هد دینامیکی کل موردنیاز سیستم است.
آیا هد کل با اختلاف ارتفاع برابر است؟
خیر. اختلاف ارتفاع فقط یکی از اجزای هد کل است. افت لوله، شیرها، اتصالات و تجهیزات نیز باید اضافه شوند.
در مدار بسته ارتفاع ساختمان به هد پمپ اضافه میشود؟
خیر. در یک مدار بسته کامل، افزایش ارتفاع مسیر رفت در مسیر برگشت بازیابی میشود. پمپ برای غلبه بر افتهای جریان انتخاب میشود.
قطر اسمی یا قطر داخلی را وارد کنیم؟
قطر داخلی واقعی لوله باید وارد شود.
ضریب K هر قطعه را از کجا پیدا کنیم؟
از کاتالوگ سازنده، استاندارد طراحی یا منابع معتبر افت فشار. مقدار ضریب باید با نوع دقیق قطعه، هندسه، سایز و وضعیت بازشدگی آن سازگار باشد.
برای صافی از ضریب K استفاده کنیم؟
در صورت وجود ضریب معتبر میتوان از آن استفاده کرد، اما داده افت فشار سازنده در دبی طراحی، بهویژه برای حالت تمیز و کثیف، معمولاً مناسبتر است.
آیا طول اتصالات به طول لوله اضافه شود؟
در روش طول معادل، بله. در روش ضریب K افت اتصالات جداگانه محاسبه میشود. برای یک قطعه نباید هر دو روش همزمان استفاده شوند.
آیا ضریب C ثابت است؟
خیر. این ضریب با جنس، سن، رسوب، خوردگی و وضعیت داخلی لوله تغییر میکند.
آیا هیزن–ویلیامز برای محلول گلیکول مناسب است؟
برای محلولهایی که ویسکوزیته آنها بهطور قابل توجه با آب متفاوت است، استفاده از دارسی–ویسباخ مناسبتر است.
هد ثابت تجهیزات را چگونه محاسبه کنیم؟
افت فشار اعلامشده سازنده کویل، مبدل، صافی، شیر کنترل یا سایر تجهیزات به هد تبدیل و در این بخش وارد میشود.
آیا افت اتصالات به دبی وابسته است؟
بله. افت موضعی با مربع سرعت و در یک قطر ثابت تقریباً با مربع دبی تغییر میکند.
آیا TDH به چگالی سیال وابسته است؟
هد با واحد طول بیان میشود، اما فشار متناظر با هد به چگالی وابسته است. رابطه هیزن–ویلیامز نیز برای آب و سیالات آبمانند تنظیم شده است.
آیا ماژول توان پمپ را محاسبه میکند؟
خیر. توان هیدرولیکی از رابطه زیر قابل محاسبه است:
برای تعیین توان شفت یا توان ورودی باید راندمان پمپ و موتور نیز در نظر گرفته شوند.
آیا هد محاسبهشده مستقیماً برای خرید پمپ کافی است؟
خیر. نقطه دبی و هد باید روی منحنی واقعی سازنده بررسی شود و راندمان، توان، محدوده کارکرد و شرایط مکش نیز کنترل شوند.
محدودیت محاسبه
این ابزار افت مستقیم لوله را با رابطه هیزن–ویلیامز و افت موضعی شیرها و اتصالات را با روش ضریب K محاسبه میکند. افت تجهیزاتی مانند کویل، مبدل، صافی و شیر کنترل نیز میتواند بر اساس داده سازنده در قسمت هد ثابت تجهیزات وارد شود.
محاسبه برای یک مسیر با دبی و قطر ثابت انجام میشود. سیستمهای چندقطری، چندشاخه یا دارای تغییر دبی باید به بخشهای جداگانه تقسیم شوند و افت مسیر بحرانی محاسبه شود.
برای طراحی نهایی باید منحنی سیستم، منحنی واقعی پمپ، شرایط حداقل و حداکثر بهرهبرداری، خواص واقعی سیال، قطر داخلی واقعی لوله و داده معتبر افت تجهیزات بررسی شوند.
منابع فنی پیشنهادی
- مراجع طراحی سیستمهای پمپاژ و محاسبه هد دینامیکی کل.
- مراجع هیدرولیک لوله و رابطه هیزن–ویلیامز.
- مراجع ضرایب افت موضعی شیرها و اتصالات.
- مراجع دارسی–ویسباخ، عدد رینولدز و ضریب اصطکاک.
- کاتالوگ سازندگان لوله برای تعیین قطر داخلی واقعی.
- کاتالوگ سازندگان شیر، صافی، کویل و مبدل برای تعیین افت فشار.
- کاتالوگ و منحنیهای عملکرد سازندگان پمپ.