[Fysische transportverschijnselen] drukval in leidingen

Gosse

Als ik een ringleiding heb met verschillende aftakkingen. Ongeveer 10 stuks. BIj een maximale afname van 5 aftakkingen tegelijk die elk 3 bar nemen. Heb ik dan op de hoofdleiding een persdruk van de pomp nodig van minimaal 15 bar?

als de diameter van ringleiding en aftakkingen gelijk blijven?

en we de wrijving verwaarlozen?

Stephaan

Je neemt aan de aftakkingen toch geen druk af, maar een volume (uiteraard aan een bepaalde druk). Als je compressor of blower voldoende debiet geeft, heb je slechts 3 atmosfeer nodig om aan elke uitlaat 3 atm druk te hebben.

Als je de wrijving in de leiding verwaarloost (bijvb omdat het debiet aan elke uitlaat klein is en de ringleiding een grote doormeter heeft) dan is er geen drukval !

Misschien heb ik je vraag niet goed begrepen!

Gosse

Het gaat hier om een waterleiding die in een fabriek gebruikt wordt tijdens het schoonmaken van de vloeren. De aangesloten spuitpistolen hebben een bepaalde druk nodig om goed te kunnen functioneren...

Als de druk in de hoofdleiding bijvoorbeeld 10 bar is. Dan kan ik toch niet tegenlijkertijd 4 aftappunten van 3 bar gebruiken?

Fred F.

Die aftappunten van 3 bar staan in parallel dus bij elkaar optellen is niet nodig, zoals Stephaan al duidelijk maakte.

Als de drukval van de leiding klein is hoeft de waterpomp echt niet veel meer dan 3 bar te leveren.

Wat is de capaciteit van de waterpomp? En wat is de capaciteit van één spuitpistool?

De verhouding van die twee bepaalt hoeveel spuitpistolen je tegelijkertijd kunt gebruiken.

Edit: behalve die 3 bar moet de pomp natuurlijk ook een eventueel hoogteverschil kunnen overwinnen.

M.a.w. als de pomp op de grond staat en de hoogste vloer is op 10 meter hoogte dan moet de pomp 3 + 1 = 4 bar leveren.

Gosse

Het begint mij te dagen, maar volgens mij stoei ik een beetje met de begrippen druk en flow...

Als ik het goed begrijp zal de druk in het systeem gelijk blijven (bij verwaarlozen van de wrijving) maar na een aftappunt de flow in de hoofdleiding afnemen? Deze afgenomen flow houd dan wel de druk zoals die er is aan de perszijde van de pomp?

Jan van de Velde

Als ik het goed begrijp zal de druk in het systeem gelijk blijven (bij verwaarlozen van de wrijving) maar na een aftappunt de flow in de hoofdleiding afnemen? Deze afgenomen flow houd dan wel de druk zoals die er is aan de perszijde van de pomp?

Voor pompen en leidingsystemen zijn er zogenaamde druk/debiet (pressure/flow, p-Q) karakteristieken. Voor een centrifugaalpomp ziet dat er bijvoorbeeld zó uit:

De pomp met de pompkarakteristiek die ik hier getekend heb kan maximaal een druk van ong. 44 mvk (meter vloeistofkolom, voor water is 10 mvk ongeveer gelijk aan 1 bar) leveren, maar daarbij zal de waterstroom maar klein zijn.

Je kunt deze pomp ook wel bijna 40 m³ water per uur laten verpompen, maar dan mag je dus geen druk van betekenis meer verwachten. Bij een afname van 35 m³/h kan deze pomp nog een druk van ca 20 mvk op het systeem houden.

Stel nou dat je een ruime hoofdleiding hebt waarin we drukverliezen mogen verwaarlozen, en je neemt deze pomp. Je hebt nodig 3 bar = 30 mvk. Lees je grafiek maar af.

Hoeveel water mag je afnemen voordat je druk in de hoofdleiding zal beginnen te dalen onder de 30 mvk?

(sleep muis tussen smileys om je antwoord te checken.)

32 m³/h [rr]

let op, als je minder afneemt, betekent dat automatisch dat er méér druk op je leiding(en) staat.

En voor alle duidelijkheid: INDIEN de drukverliezen in de leidingen verwaarloosd mogen worden. In de praktijk is dat niet zo, en daarvoor bestaan weer leidingnomogrammen, waaruit je drukverliezen per 100 m leiding kunt aflezen voor diverse diameters leiding bij diverse debieten.

Een link naar zo'n nomogram voor PE leidingen (bij ruwe benadering geldig voor alle gladde leidingen) vind je als je de zoekfunctie van dit forum (of de interne forum-google) gebruikt met het zoekwoord nomogram, in het topic "belangeloze hyperlinks" (in het café vooralsnog).

Voor een benadering van het praktische antwoord op je vraag dus: zoek de pompkarakteristiek, en bereken je leidingverliezen aan de hand van een nomogram.

Gosse

Ik ben even in pompcurves gedoken en er wordt mij veel duidelijk! mijn dank daarvoor. Ik ben alleen nog benieuwd wat er dan gebeurd bij die aftakking.

Na de splitsing zal de totale leidingdiameter toenemen.(omdat er dan 2 leidingen zijn) Houd de pomp dan de druk en de flow in beide leidingen de op uitgelezen waardes (minus de wrijvingsverliezen). Wat betekend dat de stroomsnelheid zal afnemen?

En verkleinen van de leidingdiameter om druk te verhogen werk dus niet, het enige wat je daarmee bereikt is een verhoging van de stroomsnelheid.

Alvast bedankt maar weer!

Jan van de Velde

Na de splitsing zal de totale leidingdiameter toenemen.(omdat er dan 2 leidingen zijn) Houd de pomp dan de druk en de flow in beide leidingen de op uitgelezen waardes (minus de wrijvingsverliezen). Wat betekend dat de stroomsnelheid zal afnemen?

Als je de leidingverliezen inderdaad mag verwaarlozen, dan zal de druk OVERAL IN HET SYSTEEM gelijk zijn. Dan geldt namelijk dezelfde voorwaarde als in een systeem met stilstaande vloeistof (of gas) dat de druk overal, tot in de kleinste uithoeken van het systeem, exact dezelfde zal zijn.

In de praktijk is dat uiteraard heel anders, en geldt dat pas bij benadering indien je leidingen een heel grote diameter hebben t.o.v. het gevoerde debiet, m.a.w. als je vloeistofsnelheid (m/s)héél laag is.

Voorbij de eerste aftakking neemt het debiet in de hoofleiding af. Als de hoofdleiding voorbij de vertakking een even grote doorsnede (oppervlak van de dwarsdoorsnede, doorstroomd oppervlak) heeft als vóór de aftakking, betekent dat inderdaad dat de stroomsnelheid ook afneemt.

\( \frac{debiet}{diameter leid\ing} (\frac{\frac{m^3}{s}}{m^2} ) = stroomsnelheid (\frac{m}{s})\)

verkleinen van de leidingdiameter om druk te verhogen werk dus niet, het enige wat je daarmee bereikt is een verhoging van de stroomsnelheid.

precies. En dus andersom ook niet !!! Na je aftakking wordt je totale doorstromde oppervlak groter, wat betekent dat je gemiddelde snelheid afneemt. Maar met je druk gebeurt er niets. (overigens is dát ook weer niet helemaal waar, Bernoulli en nog een paar andere fysisch-technische groten hebben daar het nodige aan gerekend, maar dan komen we in de hogere hydrodynamica).

Denk even door, als dat wél zou helpen zou ik met een klein vijverpompje, door maar met een grote leiding te beginnen en die te vernauwen tot enkele millimeters, een druk van een paar honderd bar kunnen halen.

Alleen, kleinere leidingen zijn (veel) goedkoper, en daarom worden leidingsystemen altijd zo berekend dat er een economisch evenwicht ontstaat tussen investeringen in leidingmateriaal en de kosten veroorzaakt door leidingverliezen tijdens de levensduur van het systeem (die leidingverliezen kosten namelijk wel extra pompenergie, al die tijd).

Wat er dus gebeurt bij die aftakking hangt helemaal af van hoe het systeem eruit ziet. Maar zolang je leidingverliezen mag verwaarlozen (m.a.w. je hebt heel ruime leidingdiameters gekozen) gebeurt er met de druk nagenoeg niks.

Gosse

HEt is mij duidelijk!

Bedankt!

Gosse

Beste allemaal,

Ik begin toch weer te twijfelen. Ik ben aan het rekenen gegaan. De hoofdleiding D-125mm heeft een lengte van ongeveer 150meter, en 16 T-stukken (aftakkingen). Ik kom op een drukverlies als gevolg van wrijving van maximaal 4 bar.

De aftakkingen vragen: Leiding D=25mm en 3m/s een flow van 5,3m3/uur met een druk van minimaal 3 bar. Voor 16 leidingen dus een totale flow van 85m3/uur.

De pomp heeft momenteel een flow van 130 m3/uur en een persdruk van 32! bar. Waarom dit zo is, ik heb geen idee. VOlgens mijn berekening heeft de pomp namelijk maximaal 85m3/uur met een druk van 7 bar nodig.

Of moet ik het zo zien dat het punt 5.3m3 en 3 bar. (16x) leid tot een hoofdleiding met bovengenoemde waardes omdat dezelfde pompcurve aangehouden moet worden? Met andere woorden als ik de curve volg bij 5.3m3 en ik ga door tot 85 m3/uur met en soort van veiligheid oid.

Of maak ik grote fouten?

Alvast bedankt voor de hulp

Jan van de Velde

Gosse schreef:Beste allemaal,

Ik begin toch weer te twijfelen. Ik ben aan het rekenen gegaan. De hoofdleiding D-125mm heeft een lengte van ongeveer 150meter, en 16 T-stukken (aftakkingen). Ik kom op een drukverlies als gevolg van wrijving van maximaal 4 bar.

Ik kom volgens mijn nomogram (zie topic handige links in het café, ongesorteerd alledaagse wetenschap) op een hydraulische gradient van 2m/100 m leiding, ofwel een drukverlies van maximaal 0,2 bar in die hoofdleiding.

De aftakkingen vragen: Leiding D=25mm en 3m/s een flow van 5,3m3/uur met een druk van minimaal 3 bar. Voor 16 leidingen dus een totale flow van 85m3/uur.

Datzelfde nomogram geeft een verlies in elke aftakking van ca 1,5 bar per 100 m leiding.

hoe lang zijn die aftakkingen???

De pomp heeft momenteel een flow van 130 m3/uur en een persdruk van 32! bar. Waarom dit zo is, ik heb geen idee. Als die pomp tegelijkertijd 130 m3/uur levert bij 32 bar, dan is hij blijkbaar gewoon veel groter dan nodig voor dit doel 32 bar is overigens nogal wat. Weet je zeker dat je het niet hebt over een opvoerhoogte in meters vloeistofkolom mvk. Volgens mijn berekening heeft de pomp namelijk maximaal 85m3/uur met een druk van 7 bar nodig. beduidend minder nog volgens mij.

Of moet ik het zo zien dat het punt 5.3m3 en 3 bar. (16x) leid tot een hoofdleiding met bovengenoemde waardes omdat dezelfde pompcurve aangehouden moet worden? Met andere woorden als ik de curve volg bij 5.3m3 en ik ga door tot 85 m3/uur met en soort van veiligheid oid. Laten we eerst maar eens vaststellen hoe lang die leiidngen zijn, dan weten we wat die pomp moet kunnen, en kunnen we het daar eens over hebben.

Of maak ik grote fouten?

Alvast bedankt voor de hulp

Gosse

De hoofdleiding is een ringleiding met een lengte van 150m, een diameter van 125mm. Ongeveer 25 bochten en 16 T-stukken. Als ik reken met de Fanning vergelijking kom ik tot een drukverlies van 1,3 bar.

De aftakkingen zijn ongeveer 2m lang. maar hebben een diameter van 25mm waardoor de wrijving toeneemt. Voor 16 aftakkingen zal het verlies als gevolg van de wrijving ongeveer 0.5bar bedragen. Afgerond zou ik zeggen dat het verlies 2 bar is. Aan de aftakkingen zitten spuitpistolen (voor het reinigen van de ruimte) die een voordruk nodig hebben van 3bar en een flow van 5m3/uur (aangenomen)

Wat betreft de pomp lijkt mij jou opmerking met betrekking mvk en bar zinvol ik zal dit checken. Sowieso lijkt de pomp mij veel te zwaar voor het werk wat hierboven beschreven staat. Klopt het als ik ze dat een pomp van 80m3/uur en een persdruk van 5 bar kan volstaan?

En wat gebeurd er als enkele spuitpistolen in werking zijn. Dan neemt de flow in de hoofdleiding af. Kunnen we dan het stroomsnelheid van 3m/s blijven halen. (Ik denk bijvoorbeeld aan het 16e pistool)

Jan van de Velde

Gosse schreef:Wat betreft de pomp lijkt mij jou opmerking met betrekking mvk en bar zinvol ik zal dit checken. Sowieso lijkt de pomp mij veel te zwaar voor het werk wat hierboven beschreven staat. Klopt het als ik ze dat een pomp van 80m3/uur en een persdruk van 5 bar kan volstaan? MITS de pomp dat gelijktijdig kan, m.a.w. als 80 m3/h én 5 bar een punt is op een redelijk gunstige plek in zijn pompkarakteristiek. Hou er overigens rekening dat je over een paar jaar, als de pomp een beetje slijt en je leidingen een beetje vuil worden, nog steeds die opbrengst wil hebben. Calculeer dus altijd wat extra"s in.

En wat gebeurt er als enkele spuitpistolen in werking zijn. Dan neemt de flow in de hoofdleiding af. Kunnen we dan het stroomsnelheid van 3m/s blijven halen. waarom moet je een stroomsnelheid van 3 m/s halen? Ik zou zeggen, hoe lagere stroomsnelheid hoe beter, des te minder leidingverliezen namelijk. Je zoekt een debiet in m3/h bij een bepaalde druk, en de snelheid waarmee dat water daarheen gebracht wordt doet er toch niet toe? (Ik denk bijvoorbeeld aan het 16e pistool)

Gosse

Is er iemand die dan een idee heeft waarom er nu zo'n absurd grote pomp voor staat? 130m3/uur en 32! bar?

Jan van de Velde

NB: op die typeplaatjes staan de maximumdruk en het maximumdebiet vermeld. Dus als deze gegevens van het typeplaatje afkomstig zijn levert deze pomp óf 130 m3/h óf 32 bar, maar niet beide tegelijk. Nogmaals, check de bijbehorende pompkarakteristiek.

En is het nou eigenlijk wel 32 bar en niet 32 mwk??(ofwel ca 3 bar??)

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

[Fysische transportverschijnselen] drukval in leidingen

[Fysische transportverschijnselen] drukval in leidingen

Re: [Fysische transportverschijnselen] drukval in leidingen

Re: [Fysische transportverschijnselen] drukval in leidingen

Re: [Fysische transportverschijnselen] drukval in leidingen

Re: [Fysische transportverschijnselen] drukval in leidingen

Re: [Fysische transportverschijnselen] drukval in leidingen

Re: [Fysische transportverschijnselen] drukval in leidingen

Re: [Fysische transportverschijnselen] drukval in leidingen

Re: [Fysische transportverschijnselen] drukval in leidingen

Re: [Fysische transportverschijnselen] drukval in leidingen

Re: [Fysische transportverschijnselen] drukval in leidingen

Re: [Fysische transportverschijnselen] drukval in leidingen

Re: [Fysische transportverschijnselen] drukval in leidingen

Re: [Fysische transportverschijnselen] drukval in leidingen

Re: [Fysische transportverschijnselen] drukval in leidingen