Vastaa tähän aiheeseen
Täälä kun monessa aiheessa sivuttu näitä painehäviöasioita niin olisi kiva, jos niistä saisi kattavan yhteenvedon.
Huomaisi paremmin vaikka kuinka paljon 39mm letkussa on painehäviöitä kuin 42mm:ssä
0
Painehäviöt
Aloittaja: KMT, touko 11 2007 19:07
10 vastausta tähän aiheeseen
#3 **Pahvi**
-
- Vierailija
Lisätty 11 toukokuu 2007 - 23:22
LAINAUS(Palosotilas @ 11.05.2007 - 20.16) <{POST_SNAPBACK}>
Doddiii... 39mm 20m letku 1.0 bar.
42mm 20m 0,6 bar. Elikkäs ero on 40% !
42mm 20m 0,6 bar. Elikkäs ero on 40% !
Kitka riippuu virtaamasta. Kokemusperäinen kaava palofysiikan kirjasta. Virtaama toiseen lit/sek x letkun kitkakerroin = kitka KPa/100m (100kPa = 1bar). Kitkakertoimet 39 =17; 42 =10 ; 76 =0,5 ja 110 =0,007. Eli mainittu n.40%, mutta oleellisesti virtaamasta riipuva.
#4
-
- Jäsen
-
- 691 viestiä
Vanhempi Jäsen
- Gender:Male
-
Pelastustoimialue:
Keski-Uusimaa
Lisätty 12 toukokuu 2007 - 00:03
LAINAUS(Palosotilas @ 11.05.2007 - 21.16) <{POST_SNAPBACK}>
Doddiii... 39mm 20m letku 1.0 bar.
42mm 20m 0,6 bar. Elikkäs ero on 40% !
42mm 20m 0,6 bar. Elikkäs ero on 40% !
Niinhän siellä sammutustyökurssilla opetaan... Mutta miksi 15 barin pumppupaineella suihkuputkesta lentää vesi, vaikka nousua on 20 metriä, 76 mm pääjohtoa on 400 metriä ja 39 mm työjohtoa toiset 400 m? Entäs mistä johtuu se, että kuumaan paikkaan mennyt savupari pyytää lisää painetta käytettäessä TFT:n midmaticia normiperusselvityksessä yhdellä mitalla pääjohtoa ja neljällä mitalla 39 mm työjohtoa ilman korkeuseroa, vaikka pumppupaine on vähän yli 12 baria? Entä onko letkun pinnoitteen laadulla ja kunnolla jotakin merkitystä?
Edellä olevalla yritän sanoa, että minäkin olisin tyytyväinen, jos joku kaivaisi jostakin virtausopin aapisesta esille laskentakaavan, jossa laskenta tapahtuu sijoittamalla kaikki muuttujat omille paikoilleen, ja sitten vielä näiden muuttujien tyypilliset arvot. Muistelen, että täällä joku joskus julkaisi ns. laaduttoman kaavan, jossa joitakin asioita (mm. letkujen sisäpinnan vaikutus) oli "oikaistu" halkaisijasta riippuvalla kertoimella. Sekin olisi kysyjälle täsmällisempi vastaus kuin sammutustyökurssin nyrkkisäännöt. En vaan löydä sitä tähän hätään...
Parempi tossun alla...
#5 **häviötön**
-
- Vierailija
Lisätty 12 toukokuu 2007 - 17:28
LAINAUS(Palosotilas @ 11.05.2007 - 21.16) <{POST_SNAPBACK}>
Doddiii... 39mm 20m letku 1.0 bar.
42mm 20m 0,6 bar. Elikkäs ero on 40% !
42mm 20m 0,6 bar. Elikkäs ero on 40% !
Niin ja jos virtaamaksi riittää pyöreä 0 l/s, niin ei se paine mihinkään häviä vaakasuoraan mentäessä. Kyllä molemmissa päissä on sama paine samalla tasolla. Ylöspäin mentäessä on eroa sillä vesi itsessään painaa n. 1 kg/l.
Sitten jos virtaamaa haluaa kasvattaa, niin letkukitka on sitä suurempi, mitä suurempi on virtaama. Ja jos letkun poikkipinta-ala on kovin pieni, niin jossakin tulee vastaan raja että ei jaksa vesi enää virrata ulos putkesta ja ollaan taas tilanteessa josta lähdettiin.
TFT-putket ovat siitä mainioita, että ne säätyvät virtaaman ja paineen mukaan optimaalisiksi, joten vaikka painetta lisäisikin kohtuuttomasti, niin suihku pysyy kasassa ja päinvastoin.
#6 **Pahvi**
-
- Vierailija
Lisätty 12 toukokuu 2007 - 21:20
LAINAUS(simpe @ 11.05.2007 - 23.03) <{POST_SNAPBACK}>
LAINAUS(Palosotilas @ 11.05.2007 - 21.16) <{POST_SNAPBACK}>
Doddiii... 39mm 20m letku 1.0 bar.
42mm 20m 0,6 bar. Elikkäs ero on 40% !
42mm 20m 0,6 bar. Elikkäs ero on 40% !
Niinhän siellä sammutustyökurssilla opetaan... Mutta miksi 15 barin pumppupaineella suihkuputkesta lentää vesi, vaikka nousua on 20 metriä, 76 mm pääjohtoa on 400 metriä ja 39 mm työjohtoa toiset 400 m? Entäs mistä johtuu se, että kuumaan paikkaan mennyt savupari pyytää lisää painetta käytettäessä TFT:n midmaticia normiperusselvityksessä yhdellä mitalla pääjohtoa ja neljällä mitalla 39 mm työjohtoa ilman korkeuseroa, vaikka pumppupaine on vähän yli 12 baria? Entä onko letkun pinnoitteen laadulla ja kunnolla jotakin merkitystä?
Edellä olevalla yritän sanoa, että minäkin olisin tyytyväinen, jos joku kaivaisi jostakin virtausopin aapisesta esille laskentakaavan, jossa laskenta tapahtuu sijoittamalla kaikki muuttujat omille paikoilleen, ja sitten vielä näiden muuttujien tyypilliset arvot. Muistelen, että täällä joku joskus julkaisi ns. laaduttoman kaavan, jossa joitakin asioita (mm. letkujen sisäpinnan vaikutus) oli "oikaistu" halkaisijasta riippuvalla kertoimella. Sekin olisi kysyjälle täsmällisempi vastaus kuin sammutustyökurssin nyrkkisäännöt. En vaan löydä sitä tähän hätään...
Se laaduton kaava on tuossa edellisessa kirjoituksessani. Muutoin kyse on yleensä siitä, ettei ymmärretä virtauksen perusluonnetta. Nuo barimääräiset nyrkkisäännöt on laskettu tietylle virtaamalle ja jos niillä vesi jumittuisi letkuun niin nestevirtausratkaisee sen pinteämällä virtausta, jolloin kitka laskee virtaaman neliöjuuren verrran kunnennes toiseessa päässä lekusta tulee varmasti jotakin ulos. Ei kuitenkaan sitä millä alunperin laskettiin.
Tuo midmatic juttu toimikoon esimerkkinä. Midmatic on automaattiputki useimmat säädetty siten, että suutipaine säätyy itsestään 600kPa (jotkut 100psi = 700kPa). Kitkan voitettamiseksi jää siis 600 kPa. Oletetaan aluksi, ettei pääjohdossa olisi kitkaa niin päästään lähelle. Työjohdon kitka olisi tällöin sadalle metrille 600x5/4 (olettaen 20m työjohto) eli 750 kPa. Tämän mukaan virtaama suihkuputkesta olisi neliöjuuri 750/17, eli noin 6,6 litraa sekunnissa. Tuo riittäisi noin 10-17 MW palolle, mikä on aika pieni. Lisäksi laskennassa tulee houmioitavaksi pääjohdon kitka joka tuolla virtaamalla olisi käytännöllisesti liki nollaa, mutta jos noita suihkuja olis kolme niin se olisi luokkaa 40 kPa, mikä pienentäisi vielä saatavaa virtaamaa. Käytännössä midmatic on tuohon turhan järeä työkaluilman paineen korotusta, ultimaticin ominaisuuksista jäisi noilla paineilla osa käyttämättä.
Midmatichan pystyy automatiikan puittessa liki 15 l/sek tuottoon. Lasketaanpa sillä tarpeellinen pumppupaine tuossa saelvityksessä ja sitten sama 42mm letkulla. Yksikrtaistukseksi jätetään pääjohdon kitka pois, koska se ei yhdellä letkulla näyttele merkittävää roolia. 15 toiseen on 225 39:n kitka on siis 225 x 17x 4/5 vaadittava pumppupaine on siis 3600 kPa. Sama 42:lla. 225 x 10 x 4/5 vaadittava pumppupaine on silloin 2400kPa. Kumpikaan ei onnistu ainakaan Esteri 240:lla dieselmoottorissa. Yhden letkun vaihtaminen alusta pääjohdoksi tuo tulokseksi 2830 kPa ja 1950kPa. Tuolla voi saada hallintaan jopa 40 MW palon. Kahdella työjohdolla samat 2130 kPa ja 1500 kPa (eka realistinen) Mallin vuoksi vielä midmatic yhdellä työjohdolla 225 x 17 x 1/5 = 800kPa + 600kPa eli 1400 kPa. Selvensikö?
#7
-
- Jäsen
-
- 691 viestiä
Vanhempi Jäsen
- Gender:Male
-
Pelastustoimialue:
Keski-Uusimaa
Lisätty 13 toukokuu 2007 - 09:33
LAINAUS(Pahvi @ 12.05.2007 - 21.20) <{POST_SNAPBACK}>
Selvensikö?
Kyllä, kiitos. Minulle kitkan riippuvuus virtauksesta on entuudestaan tuttua juttua ja luultavasti juuri siksi tartuin aiheeseen käytännön esimerkkien kautta. Minua kun häiritsee se, että varsin monimutkainen ilmiö yksinkertaistetaan näin perusteellisesti ja vielä sellaisilla olettamilla, jotka eivät enää tänä päivänä ole arkea monessakaan paikassa. Fog Fighterit, joiden nimellisvirtaamalle nuo nyrkkisäännöt on luotu, eivät oikein ole tällä hetkellä kovassa kurssissa hankintoja tekevien listoilla. Uusissa putkissa maksimivirtaamat ovat suurempia Fogissa ja sillä on merkitystä.
Tuo painehäviön laskukaava - yksinkertaistuksistaan huolimatta - on hyvä. Käytännön tilanteisiin siitä ei ole suuremmin hyötyä, mutta akateemisen mielenkiinnon vuoksi olisi mielenkiintoista tietää, minkä verran letkukitka riippuu letkun sisäpinnan kunnosta. Tuntuisi, että halkeillut sisäkumiointi voisi olla varsinkin pienillä letkun halkaisijoilla aikamoinen lisäkitkan aiheuttaja. Entä millainen vaikutus voidaan saavuttaa veden lisäaineistuksella? Jossakin yhteydessä luin kaukolämpöjärjestelmän virtausvastusten pienenevän jopa 70 % lisäaineistuksella. Muistaakseni lisäaine oli jotakin saippuan tapaista.
Parempi tossun alla...
#8 **Vieraileva tähti**
-
- Vierailija
Lisätty 04 kesäkuu 2007 - 20:58
LAINAUS(simpe @ 13.05.2007 - 9.33) <{POST_SNAPBACK}>
LAINAUS(Pahvi @ 12.05.2007 - 21.20) <{POST_SNAPBACK}>
Selvensikö?
Kyllä, kiitos. Minulle kitkan riippuvuus virtauksesta on entuudestaan tuttua juttua ja luultavasti juuri siksi tartuin aiheeseen käytännön esimerkkien kautta. Minua kun häiritsee se, että varsin monimutkainen ilmiö yksinkertaistetaan näin perusteellisesti ja vielä sellaisilla olettamilla, jotka eivät enää tänä päivänä ole arkea monessakaan paikassa. Fog Fighterit, joiden nimellisvirtaamalle nuo nyrkkisäännöt on luotu, eivät oikein ole tällä hetkellä kovassa kurssissa hankintoja tekevien listoilla. Uusissa putkissa maksimivirtaamat ovat suurempia Fogissa ja sillä on merkitystä.
Tuo painehäviön laskukaava - yksinkertaistuksistaan huolimatta - on hyvä. Käytännön tilanteisiin siitä ei ole suuremmin hyötyä, mutta akateemisen mielenkiinnon vuoksi olisi mielenkiintoista tietää, minkä verran letkukitka riippuu letkun sisäpinnan kunnosta. Tuntuisi, että halkeillut sisäkumiointi voisi olla varsinkin pienillä letkun halkaisijoilla aikamoinen lisäkitkan aiheuttaja. Entä millainen vaikutus voidaan saavuttaa veden lisäaineistuksella? Jossakin yhteydessä luin kaukolämpöjärjestelmän virtausvastusten pienenevän jopa 70 % lisäaineistuksella. Muistaakseni lisäaine oli jotakin saippuan tapaista.
Tarkasti painehäviö voidaan laskea kaavalla:
(0,5*p*w^2)*(f*L/D+K),
jossa p=nesteen tiheys
w=virtausnopeus
L=putken pituus
D=putken sisähalkaisija
K=putken kertavastusten summa
f=kitkakerroin
*=kertomerkki.
Tuo kitkakertoimen arvon saaminen vaatii vähän temppuja. Se voidaan katsoa käyrästöltä, jossa muuttujina on putken sisäpinnan suhteellinen karheus ja Reynoldsin luku. Se putken kuluneisuus vaikuttaa juuri tuohon suhteelliseen karheuteen.
Nuo kertavastuksetkin saa taulukoista. Ne kuvaavat siis venttiilien ja putkimutkien aiheuttamaa virtausvastusta.
Lisäaineistus vaikuttaa todennäköisesti virtaavan aineen viskositeettiin (tekee vedestä jäykempää), ja viskositeetti vaikuttaa puolestaan Reynoldsin lukuun ja sitä kautta vähentää kitkakerrointa.
#10
-
- Jäsen
-
- 691 viestiä
Vanhempi Jäsen
- Gender:Male
-
Pelastustoimialue:
Keski-Uusimaa
Lisätty 22 lokakuu 2007 - 15:34
LAINAUS(KMT @ 22.10.2007 - 1.05) <{POST_SNAPBACK}>
Entä onko letkujen maksimivirtaamille jotain kaavaa?
Maksimivirtaamahan riippuu painehäviön laskentakaavan muuttujista. Periaatteessa 1,5 tuuman letkua pitkin menee vaikka 10 kuutiota minuutissa. Paineen vaan pitää olla aivan tolkuton ja/tai letkun hyvin lyhyt. Tai sitten virtaava aine on ihan jotain muuta kuin vettä.
Kokemusperäiseen kaavaan lukuja sijoittamalla havaitaan (sikäli kun en laskenut väärin), että 1000 litraa minuutissa saa 39 mm letkussa aikaan noin puolen baarin painehäviön per metri. Ts. jotta tuo määrä menee yhden 39 mm letkun läpi, tarvitaan painetta reilut 11 baria. Kahteen letkuun tarvitaan liki 24 baria jne. Sama virtaus 3 tuuman putkessa aiheuttaa vain noin 0,015 baria per metri eli vajaat 0,4 baria per letku. 10 barin paineella yhden letkunmitan päähän siirtyy siis teoriassa noin 5 kuutiota minuutissa. Seuraava on spekulaatiota, mutta oletan, että hyvin suurilla virtausnopeuksilla virtausta vastustavat voimat kasvavat nopeammin kuin kokemusperäinen kaava antaa ymmärtää. Oletan, että suurilla nopeuksilla veden ja letkun välisen kitkan lisäksi myös veden sisäisellä kitkalla alkaa olla merkitystä. Hanskaako joku virtausoppia minua paremmin, jotta voisi sanoa asiasta jotain varmempaa?
Viestiä muokkasi simpe, 22 lokakuu 2007 - 15:35
Parempi tossun alla...
#11 **Vierailija**
-
- Vierailija
Lisätty 25 marraskuu 2007 - 17:48
LAINAUS(simpe @ 22.10.2007 - 14.34) <{POST_SNAPBACK}>
Seuraava on spekulaatiota, mutta oletan, että hyvin suurilla virtausnopeuksilla virtausta vastustavat voimat kasvavat nopeammin kuin kokemusperäinen kaava antaa ymmärtää. Oletan, että suurilla nopeuksilla veden ja letkun välisen kitkan lisäksi myös veden sisäisellä kitkalla alkaa olla merkitystä. Hanskaako joku virtausoppia minua paremmin, jotta voisi sanoa asiasta jotain varmempaa?
Painehäviöiden laskentayhtälö meni seuraavasti:
(0,5*p*w^2)*(f*L/D+K),
jossa p=nesteen tiheys
w=virtausnopeus
L=putken pituus
D=putken sisähalkaisija
K=putken kertavastusten summa
f=kitkakerroin.
Nopeustermi (w) on korotettu toiseen potenssiin. Jos nopeustermi kasvaa esimerkiksi 1 m/s:sta 4 m/s:ssa, painehäviö kasvaa jopa 4^2=16 kertaiseksi.
Siten siis virtausnopeudella on merkittävä vaikutus painehäviöihin.
Virtauksen kitkakerroin (f) voidaan katsoa esimerkiksi Moodyn kitkakerroinkäyrästöltä (esim. http://www.iha.tut.fi/education/IHA-1100/h...2_kys_S2007.pdf kuva 3)
Siitä huomataan, että Reynoldsin luvun kasvaessa (Reynoldsin luku on suoraan verrannollinen virtausnopeuteen) kasvaa myös putken pinnankerheuden merkitys.
Siis pähkinänkuoressa: putken karheuden merkitys kasvaa virtausnopeuden kasvaessa, putkivirtauksen painehäviö on verrannollinen virtausnopeuden neliöön.
Liekö tuosta sönkötyksestä apua
Vastaa tähän aiheeseen
1 Käyttäjä(ä) lukee tätä aihetta
0 jäsentä, 1 vierailijaa, 0 anonyymiä käyttäjää
