Diameter afvoerpijp

stipmook

Hallo heren en dames,

Voordat ik met de vraag kom, stel ik mij kort even voor. Ik ben een 3e-jaars Technisch Bedrijfskundige student. Studerende op de Hogeschool in Arnhem. Ik ben nu 20 jaar en loop stage bij een productiebedrijf.

Samengevat is mijn opdracht 'optimaliseer het productieproces'. Tijdens het omstellen van type A naar type B moet er een ton met water gevuld worden. De ton moet binnen 8 minuten gevuld zijn(momenteel duurt het 65 minuten). Het bedrijf is akkoord gegaan om een grote tank te plaatsen ter hoogte van de ton. Nu moet ik de diameter berekenen van de buis die van de tank naar de ton loopt.

Enkele gegevens:

In de ton gaat 12 m3 liter water.

De tank heeft een inhoud van 16 m3.

De ton moet binnen 8 minuten gevuld zijn.

De buis moet dus 1,5 m3 per minuut kunnen verplaatsen.

Mijn vraag is hier dan ook: wat is de minimale diameter van de buis? Een formule voldoet uiteraard ook!

Groet,

Leon

Gast

Je laat de snelheid best niet te groot worden, 1 m/s is een normale waarde bij een lange leiding (bijv. watervoorziening voor steden). In jou geval, met een korte leiding, zou ik tot 2 à 3 m/s gaan.

1,5 m³/min = 25 l/s (rekenen met snelheid van 3 m/s) = 8,33 m² oppervlak van de leiding = 1,6 m doorsnede

oktagon

160 cm diameter,een beetje veel ? Als ik de snelheid overneem van de vorige gast en me niets aantrek van wrijvingstoestanden dan:

bereken ik : 25000 cc/sec en deel dat door 3 * 100 cm/sec = 83,33 cm2 ofwel een diameter van 10,30 cm.

Jan van de Velde

Er wordt hierboven vrolijk uitgegaan van een bepaalde stroomsnelheid in die verbindingsbuis, maar hoe bereiken we die? Niveauverschil tussen tank en ton? Een pomp? Het is juist van die mogelijkheden afhankelijk hoe snel het water door die verbindingsbuis zal kunnen stromen, en dus hoe groot de diameter van die buis moet zijn.

stipmook

Er wordt hierboven vrolijk uitgegaan van een bepaalde stroomsnelheid in die verbindingsbuis, maar hoe bereiken we die? Niveauverschil tussen tank en ton? Een pomp? Het is juist van die mogelijkheden afhankelijk hoe snel het water door die verbindingsbuis zal kunnen stromen, en dus hoe groot de diameter van die buis moet zijn.

Hallo! Ik ben al blij dat er al snel gereageerd word.

De bovenkant van de ton is van gelijk niveau als de onderkant van de tank. Er komt geen pomp op, de druk wordt dus opgebouwd uit het volume wat nog aanwezig is in de buffertank.

Een diameter van 160mm ben ik niet blij mee

oktagon

Ik was al van plan iets in die richting te sturen,hopenlijk is het leesbaar,het gaat over stromingsleer,uitstroomsnelheid,druk op de instroomopening en uitstroomopening,etc,etc. Ik nam in mijn berekening gegevens over van mijn voorganger,neem me niet kwalijk ,Jan! Ik dacht wel dat mijn uitkomst wat realistischer was!

Jan van de Velde

stipmook schreef:De bovenkant van de ton is van gelijk niveau als de onderkant van de tank. Er komt geen pomp op, de druk wordt dus opgebouwd uit het volume wat nog aanwezig is in de buffertank.

Een diameter van 160mm ben ik niet blij mee

Wen dan maar aan het idee.

We pakken de sigarendoos erbij en beginnen op de achterkant wat ruwe berekeningetjes te kladderen. Je wilt anderhalve kuub per minuut door een leiding jagen. Laten we nou eens aannemen dat die leiding maar 10 meter lang is, en dat ik tijdens het leeglopen een gemiddelde snelheid van 3 m/s wil handhaven. Een simpel standaardnomogrammetje http://www.jains.com/Designtechnical/flown...oly%20pipes.htm

wijst dan op een benodigde buisdiameter van om en nabij de 100 mm.

Zo'n leidinkje heeft dan al een hydraulische gradient van 7 mvk/100 m. een leidingweerstand van 70 cmwk voor tien meter leiding. Tel hier het nodige bij op voor een paar bochten en vooral ook een afsluiter, en je moet al zorgen voor een gemiddeld hoogteverschil van 2 m tussen ton en tank.

Dit houdt nog geen rekening met waarschijnlijk niet te onderschatten instromings- en uitstromingsverliezen bij dit soort debieten. Afhankelijk van hoogteverschillen tijdens het volloopproces, en aansluitingen en loop van je verbindingsleiding en op te nemen appendages als afsluiters e.d. moet je er niet versteld van staan als je uiteindelijk zult besluiten 150 mm o.i.d. te monteren.

1000 liter per minuut is een plons water.

oktagon

De huidige afvoer zal wrs.iets meer dan 3,6 cm diameter zijn met een debiet van 1/8 deel van het gewenste!?

Sjakko

Even een paar gegevens die ik nodig heb, dan ga ik er even aan rekenen:

- Wat is het waterniveau in de tank op t=0?

- Hoe ziet de leiding van tank naar ton eruit? Gewoon een verticale pijp? Hoe lang dan? Zitten er bochten in? Hoe zit het met de lengte en hoogteverschil? Geef even wat afmetingen a.u.b

stipmook

Sjakko schreef:Even een paar gegevens die ik nodig heb, dan ga ik er even aan rekenen:

- Wat is het waterniveau in de tank op t=0?

- Hoe ziet de leiding van tank naar ton eruit? Gewoon een verticale pijp? Hoe lang dan? Zitten er bochten in? Hoe zit het met de lengte en hoogteverschil? Geef even wat afmetingen a.u.b

Hallo, mijn excuus voor de vertraagde reactie!

De tank kan 16 m3 gevuld worden. Benodigd 12 m3.

De leiding is een pijp of slang met een bocht van 90 graden.

De overbrugging (lengte van slang) zal op max 4 meter zitten.

De onderkant van de buffertank zit op gelijke hoogte van de ton.

De vorderingen:

Voorheen zei ik dat ik van een 160mm pijp niet echt vrolijk werd. Dit verwees naar de eerste reactie, een doorsnee van 160cm (1,6m). Een typfoutje dus.

Verder worden de koppelingen uitbesteet aan het ander bedrijf die gelijk de installatie van de pijp onder handen nemen. Ik heb het idee dat de pijp rond de 150 à 200 mm komt te liggen evenals die van een gierton of tankwagen.

Ik wacht nog in spanning af, jullie allen bedankt voor de reacties en de hulp, wanneer ik verdere vragen heb zullen jullie mij hier zeker terugvinden!

Groeten,

Leon

Fred F.

Waar het vooral om gaat is: hoe ziet die 16 m3 tank eruit? Is die rond of rechthoekig? is die horizontaal of verticaal? Hoe hoog is het niveau aan het begin (t=0) en hoe hoog aan het eind (t=t) van het laden van de 12 m3 ton? Doordat het niveau in de 16 m3 tank daalt tijdens het vullen van de ton is de drijvende kracht iedere seconde anders (lager) en dus ook de stroomsnelheid is iedere seconde anders (lager). De vorm van de 16 m3 tank bepaalt het verband tussen het niveau en de inhoud op ieder tijdstip en de stroming op ieder tijdstip.

Dit vergt het opstellen van een differentiaalvergelijking en dat is de achtergrond van Sjakko's vraag.

Sjakko

Ja precies, ik heb nog wat gegevens nodig waarmee het drukverschil kan worden bepaald. Het drukverschil is afhankelijk van het watervolume en de geometrie van de tank. Het watervolume en geometrie van de ton kunnen ook nog meespelen, maar dat ligt eraan op welke manier het water de ton binnen komt. We wachten dus even af. Zo wilde ik het overigens aanpakken:

Voor een pijp met constante diameter geldt:

\( p_{1}-p_{2}+\rho g(z_{1}-z_{2})=\frac{1}{2}\rho V^2 \left( f\frac{L}{D} + \sum K \right) \)

\( p_{1}-p_{2}\)

=drukverschil,

\(z_{1}-z_{2}\)

=hoogteverschil tussen begin en einde van pijp,

\(V\)

=gemiddelde snelheid van de stroming,

\(f\)

=wrijvingsfactor,

\(L\)

is de totale lengte van het buizensysteem,

\(\rho\)

=dichtheid water,

\(D\)

=diameter pijp en

\(\sum K\)

is de som van alle extra wrijvingsfactoren in het leidingsysteem, zoals haakse bochten.

Ik wilde f om te beginnen als constante nemen. In werkelijkheid is f niet constant. Dan wilde ik de differentiaalvergelijking oplossen. Dan wilde ik alles in excel gooien en f en D zo kiezen dat de ton op tijd vol is en dat er op een zeker gemiddeld tijdstip (bijvoorbeeld na 4 minuten) ook wordt voldaan aan de volgende twee vergelijkingen.

\(\frac{1}{\sqrt{f}}=2,0log \left(Re_{D} \sqrt{f} \right)-0,8\)

\(Re_{D}= \frac{VD \rho}{\mu}\)

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Diameter afvoerpijp

Diameter afvoerpijp

Re: Diameter afvoerpijp

Re: Diameter afvoerpijp

Re: Diameter afvoerpijp

Re: Diameter afvoerpijp

Re: Diameter afvoerpijp

Re: Diameter afvoerpijp

Re: Diameter afvoerpijp

Re: Diameter afvoerpijp

Re: Diameter afvoerpijp

Re: Diameter afvoerpijp

Re: Diameter afvoerpijp