iPotrubí.cz

1.    Použité značky a jednotky 

2. Tlaková ztráta v trubce

             Zřejmě nejčastějším případem výpočtu tlakového ztráty je jeho výpočet pro trubku kruhového průřezu. Z uvedených vztahů v minulé kapitole 1., lze snadno odvodit vztah pro výpočet tlakové ztráty pro případ laminárního proudění a  následně pro  turbulentní proudění:

a pro laminární proudění platí

a pro turbulentní

kde platí pro relativní drsnost potrubí

              Jak je patrné z uvedených vztahů, tlaková ztráta respektive součinitel tření závisí i na drsnosti potrubí. Funkce λ=f(ε, Re) se nejčastěji uvádí graficky (z měření), ale existují i empirické výpočtové vztahy.

Obr. Závislost součinitele tření na Reynoltsově čísle, a. tření při laminárním proudění, b. tření při turbulentním proudění pro jednotlivé drsnosti, laminární proudění - šedá, přechodové proudění - světle modrá, turbulentní proudění - bílá

               Mezní Reynoldsovo číslo Re_M je taková hodnota Reynoldsova čísla při dané relativní drsnosti potrubí, od které zůstává při zvyšování Reynoldsova čísla hodnota součinitele tření přibližně konstantní. To je způsobeno potlačením turbulencí u stěny potrubí, kde vzniká laminární vrstva. Pokud je tloušťka této laminární vrstvy větší než drsnost chová se potrubí jako hydraulicky hladké a součinitel tření lze odečíst z křivky c pro dokonale hladké potrubí. Pokud je tloušťka této laminární vrstvy menší než drsnost nejprve s rostoucím Re se součinitel tření snižuje až po mezní Reynoldsovo číslo, kde už je turbulence způsobená drsnosti povrchu tak velká, že už na Re nezávisí.

              Při výpočtu tlakové ztráty v potrubí nekruhového průřezu se postupuje stejným způsobem jako při výpočtu tlakové ztráty v kanále kruhového průřezu. Pouze při výpočtech je nutné dosadit místo vnitřního průměru potrubí charakteristický rozměr zvaný ekvivalentní průměr.

To je rovnice pro výpočet ekvivalentního průměru, tj. charakteristického rozměru trubky nekruhového průřezu.

              Tlaková ztráta způsobuje pokles celkové měrné energie tekutiny. Tento pokles představuje ztrátu, což je patrné z rozboru Bernoulliho rovnice:

Vztah je platný pro případ nestlačitelného proudění, pro stlačitelné proudění se obvykle vychází z rychlostního součinitele pro rovnotlakové potrubí a ztráta se následně odečte nebo vypočítá z i-s diagramu.

            Celková ztráta měrné energie pro trubku po dosazení je tedy dána vzorcem:

3. Drsnost vnitřního povrchu potrubí

               Jsou-li ztráty třením při proudění v potrubí s homogenní drsností o výšce výstupků k v kvadratické oblasti shodné se ztrátou třením na potrubí s nehomogenním povrchem, a to při stejném průtoku, průměru a délce potrubí, přiřadí se tomuto potrubí hydraulická drsnost o výšce k.

               Nehomogenní drsnost má skutečný povrch technicky vyráběného potrubí, homogenní drsnost se v praxi nevyskytuje, je to umělý povrch.

4. Literatura a odkazy pro další a podrobnější informace