Weerstand in de leidingen

Moderator: physicalattraction

Berichten: 10

Weerstand in de leidingen

Hallo allemaal,

Ik loop voor mijn studie vast tegen het volgende:

Ik moet de weerstand die op de pomp komt berekenen binnen een gesloten circuit waarbij olie wordt rond gepompt. De pomp moet namelijk werken bij ongeveer 0.6 Bar tegendruk (Max 1 Bar), anders zal de pomp niet kunnen circuleren. Om deze reden wil ik de weerstand weten en of de pomp deze dus overschrijdt.

info:
pomp flow: 20 liter/min - bij een druk van 0.6/0.7 Bar = gewenst
Olie densiteit: 1,05 g/cm3
Dynamische viscositeit olie: 0,05 Pa s
Totale lengte: 2.335 meter (koelplaat) + 0,3 meter (slangen naar regelsysteem (heen/terug))
8x U bochten
2x Bochten

Indien er nog gegevens nodig zijn hoor ik dat graag!
Bijlagen
Doorsnee kanaal
Doorsnee kanaal
Afmeting kanalen
Afmeting kanalen
overzicht opstelling
overzicht opstelling
Weergave koelplaat
Weergave koelplaat

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 2.363

Re: Weerstand in de leidingen

Totale lengte: 2.335 meter (koelplaat) + 0,3 meter (slangen naar regelsysteem (heen/terug))
Wat betekent 2.335 meter? Is dat 2335 meter of 2,335 meter?
Gebruik of een punt of een komma om decimalen te scheiden, niet beiden door elkaar.

De tekening toont twee slangen van elk 150 cm. Dat is samen 3 meter, niet 0,3 meter.

Als je zo slordig werkt dan vertrouw ik de andere getallen ook niet meer.
Check alle getallen eerst nog eens goed.

Berichten: 30

Re: Weerstand in de leidingen

Halidyildiz schreef: do 06 mei 2021, 10:22 Hallo allemaal,

Ik loop voor mijn studie vast tegen het volgende:

Ik moet de weerstand die op de pomp komt berekenen binnen een gesloten circuit waarbij olie wordt rond gepompt. De pomp moet namelijk werken bij ongeveer 0.6 Bar tegendruk (Max 1 Bar), anders zal de pomp niet kunnen circuleren. Om deze reden wil ik de weerstand weten en of de pomp deze dus overschrijdt.

info:
pomp flow: 20 liter/min - bij een druk van 0.6/0.7 Bar = gewenst
Olie densiteit: 1,05 g/cm3
Dynamische viscositeit olie: 0,05 Pa s
Totale lengte: 2.335 meter (koelplaat) + 0,3 meter (slangen naar regelsysteem (heen/terug))
8x U bochten
2x Bochten

Indien er nog gegevens nodig zijn hoor ik dat graag!
Wat is het hoogte verschil tussen de koelplaat en de pomp, hoe verbind je het (type slang of de ruwheid van de slang), radius van de bochten, ruwheid van de plaat (of hoe heb je de kanaaltjes gemaakt), wat is de diameter van de aanvoer slang, zijn er kleppen of andere aansluitingen (welke)? Weet ook dat het debiet en de opvoerhoogte van een pomp meestal niet zo makkelijk in te stellen is. Als de tegendruk te hoog is zal er gewoon minder olie worden rond gepompt. (Of toch voor een centrifugaal pomp)

Berichten: 10

Re: Weerstand in de leidingen

@Pinokko,

Excuses dit zijn slordigheidsfouten. Zie excel voor juiste gegevens en poging om dit uit te rekenen.
Bijlagen
Pressuredrop.xlsx
(113.61 KiB) 48 keer gedownload

Berichten: 10

Re: Weerstand in de leidingen

@Cookz

Er is geen hoogte verschil. Deze worden aan elkaar verbonden met een M24 koppeling. Radius van de bochten: (zie bijlage). kanalen zullen gefreesd worden, ruwheid weet ik zo niet, kan eventueel een aanname in gemaakt worden. Diameter aanvoerslag is 10 mm. Geen kleppen.

Zie excel in de bijlage voor een poging die ik heb gedaan om het te berekenen.
Bijlagen
Schermafbeelding 2021-05-11 om 14.06.20.png
Pressuredrop.xlsx
(113.61 KiB) 39 keer gedownload

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 2.363

Re: Weerstand in de leidingen

Je zei dat dit voor je study is. Niet duidelijk is wat voor studie dat is.
Uit je spreadsheet blijkt dat je de klok hebt horen luiden maar eigenlijk niet weet hoe het echt moet,
dus laten we dit systematisch en op de juiste universele manier oplossen.

We beginnen met de U-vormige kanalen in de plaat:

(1) bereken de stroomsnelheid,

(2) bereken de Hydraulische Diameter van de kanaaldoorsnede,
zie bijvoorbeeld https://en.wikipedia.org/wiki/Hydraulic_diameter of kijk in je studieboeken,

(3) bereken het Reynoldsgetal gebruikmakend van (1) en (2) en de gegeven fysische eigenschappen,

(4) bepaal de Moody Friction Factor (Darcy-Weisbach friction factor ) m.b.v. het Moody Diagram,
zie bijvoorbeeld https://en.wikipedia.org/wiki/Moody_chart of kijk in je studieboeken,

(5) bereken het drukverlies door wrijving, inclusief de bochten.

Berichten: 10

Re: Weerstand in de leidingen

De punten heb ik wederom uitgewerkt in Excel (zie bijlage). Echter, is voor mij punt (5) vooralsnog niet duidelijk. Welke theorie kan ik hier voor gebruiken? De total head loss formule in Excel is alleen voor een kanaal met een ronde diameter.
Bijlagen
Pressuredrop.xlsx
(195.15 KiB) 37 keer gedownload

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 2.363

Re: Weerstand in de leidingen

Nu zitten er nog meer fouten in dat spreadsheet.
Ik heb niet de tijd of energie om elke keer weer andermans spreadsheet proberen te begrijpen en debuggen.

Schrijf de berekeningen nou eerst eens volledig hier uit, of op papier.

Dus stap voor stap:

(1) wat is de stroomsnelheid in het U-vormig kanaal?

Berichten: 10

Re: Weerstand in de leidingen

Pinokkio schreef: wo 12 mei 2021, 10:54 Nu zitten er nog meer fouten in dat spreadsheet.
Ik heb niet de tijd of energie om elke keer weer andermans spreadsheet proberen te begrijpen en debuggen.

Schrijf de berekeningen nou eerst eens volledig hier uit, of op papier.

Dus stap voor stap:

(1) wat is de stroomsnelheid in het U-vormig kanaal?
Voor de stroomsnelheid heb ik de volgende formule toegepast: v = Q/A
Q = 20 liter / min = 0,00033 m³/s = 3,3*10^-4 m³/s
A = oppervlakte van twee vlakken (zie bijalge) = (Lengte * Breedte) + (½*π*r²) = (0,01*0,01) + (½*π*0,005²) = 0,0001 m² + 0,0000392699 m² = 0,000139 m² = 1,39*10^-4 m²

v = 3,33*10^-4 / 1,39*10^-4 = 2,39 m/s
v = stroomsnelheid in het U-vormig kanaal = 2,39 m/s
Bijlagen
Schermafbeelding 2021-05-17 om 10.06.10.png

Berichten: 10

Re: Weerstand in de leidingen

Pinokkio schreef: di 11 mei 2021, 20:17
(2) bereken de Hydraulische Diameter van de kanaaldoorsnede,
zie bijvoorbeeld https://en.wikipedia.org/wiki/Hydraulic_diameter of kijk in je studieboeken,
Hydraulische Diameter = Dh = 4A/P

A= 1,39*10^-4 m² (berekend in (1))
P = omtrek U-vormig kanaal = A + B + C + D (zie bijalge) = 0,01 + 0,01 + 0,01 + (π*0,005) = 3*0,01 + 0,0157 = 0,3 + 0,0157 = 0,0457 = 4,57*10^-02 m

Dh = (4*1,39*10^-4)/ 4,57*10^-02 = 1,22*10^-02 m
Bijlagen
Schermafbeelding 2021-05-17 om 10.18.26.png

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 2.363

Re: Weerstand in de leidingen

Correct.
Zoals je ziet maak je veel minder gemakkelijk een fout als je alles netjes uitschrijft dan wanneer je een spreadsheet gebruikt waardoor je geen overzicht meer hebt van je formules omdat die in allerlei cellen verstopt zitten.

Nu stap (3): Reynoldsgetal berekenen.

Berichten: 10

Re: Weerstand in de leidingen

Pinokkio schreef: ma 17 mei 2021, 18:56 Correct.
Zoals je ziet maak je veel minder gemakkelijk een fout als je alles netjes uitschrijft dan wanneer je een spreadsheet gebruikt waardoor je geen overzicht meer hebt van je formules omdat die in allerlei cellen verstopt zitten.

Nu stap (3): Reynoldsgetal berekenen.
Dat klopt inderdaad!

Voor het berekenen van het Reynoldsgetal heb ik de volgende formule gebruikt.

Re = ρ u L / μ (https://www.engineeringtoolbox.com/reyn ... d_237.html)
ρ = density = 1,05 g/cm³ = 1050 kg/m³
u = stroomsnelheid in het U-vormig kanaal = 2,39 m/s
L = hydraulische diameter = 1,22*10^-02 m (2)
μ = dynamische viscositeit = 0,05 Pa*s = 0,05 Ns/m²

Re = (1050 * 2,39 * 1,22*10^-02)/0,05
Re = 30,6159 / 0,05 = 612,318
Re = 612 = Laminair flow

Nu twijfel ik wel over L, deze wordt weergegeven als hydraulische diameter of karakteristieke lengte. Graag uw controle.

Berichten: 10

Re: Weerstand in de leidingen

Pinokkio schreef: di 11 mei 2021, 20:17
(4) bepaal de Moody Friction Factor (Darcy-Weisbach friction factor ) m.b.v. het Moody Diagram,
zie bijvoorbeeld https://en.wikipedia.org/wiki/Moody_chart of kijk in je studieboeken,
Naar aanleiding van het Reynoldsgetal is gebleken dat het gaat om laminair flow. Om deze reden de volgende formule:

Friction factor (for laminar flow) = 64 / Re
Friction factor (for laminar flow) = 64 / 612 (3)

Friction factor (for laminar flow) = 0,1045

Berichten: 10

Re: Weerstand in de leidingen

Pinokkio schreef: di 11 mei 2021, 20:17
(5) bereken het drukverlies door wrijving, inclusief de bochten.
Voor het berekenen van het drukverlies weet ik niet welke formule ik moet gebruiken. Vooral omdat veel formules zijn gebaseerd voor het berekenen van de weerstand bij een buis. Zou ik hier hulp bij kunnen krijgen?

Met betrekking tot de bochten, ik heb deze figuur kunnen vinden. Kan ik deze toepassen?
Bijlagen
main-qimg-15e99c0b1d77ca73e8c37ae9861b01d6.png

Berichten: 30

Re: Weerstand in de leidingen

Halidyildiz schreef: di 18 mei 2021, 16:04
Pinokkio schreef: di 11 mei 2021, 20:17
(5) bereken het drukverlies door wrijving, inclusief de bochten.
Voor het berekenen van het drukverlies weet ik niet welke formule ik moet gebruiken. Vooral omdat veel formules zijn gebaseerd voor het berekenen van de weerstand bij een buis. Zou ik hier hulp bij kunnen krijgen?

Met betrekking tot de bochten, ik heb deze figuur kunnen vinden. Kan ik deze toepassen?
De drukval is nu een combinatie van head loss en minor losses. De head loss is dan nu in jouw geval makkelijk te berekenen met de wet van darcy. Elke bocht, versmalling, verbreding, ingang en uitgang geeft een minor loss. Die vind je normaal wel terug in de literatuur. Als ik me niet vergis worden er voor bochten meestal een equivalente lengte gegeven waarmee je dan ook darcy kan toepassen.

Reageer