محاسبه افت فشار در اتصالات پلی اتیلن (زانویی، سه‌راهی): راهنمای مهندسی

چرا اتصالات باعث افت فشار می‌شوند؟ (فیزیک ماجرا) Turbulence

روش‌های محاسبه افت فشار موضعی (Minor Losses)

۱. روش طول معادل (Equivalent Length – $L_e/D$) 📏

در این روش، فرض می‌شود که افت فشار ناشی از یک اتصال خاص، معادل افت فشار ناشی از عبور سیال از یک “طول معادل” لوله مستقیم با همان قطر است. این طول معادل معمولاً به صورت نسبت $L_e/D$ (طول معادل تقسیم بر قطر لوله) بیان می‌شود.

فرمول محاسبه افت: ابتدا مقدار $L_e/D$ را برای اتصال مورد نظر از جداول استاندارد یا کاتالوگ سازنده پیدا می‌کنید. سپس طول معادل ($L_e$) را محاسبه کرده ($L_e = (L_e/D) \times D$) و این طول را به طول کل لوله‌های مستقیم سیستم اضافه می‌کنید. در نهایت، افت فشار کلی را با استفاده از فرمول‌های افت طولی (مانند دارسی-وایسباخ یا هیزن-ویلیامز) برای این طولِ افزایش‌یافته محاسبه می‌کنید.

مزیت: سادگی در محاسبه نهایی (فقط یک بار محاسبه افت طولی).
عیب: مقدار $L_e/D$ کمی به عدد رینولدز (Reynolds Number) و زبری نسبی وابسته است و دقت آن کمتر از روش K-Factor است.

۲. روش ضریب مقاومت (Resistance Coefficient – K-Factor) K

این روش دقیق‌تر و پرکاربردتر است. در این روش، به هر نوع اتصال یک ضریب بی‌بُعد به نام “ضریب مقاومت” یا “$K$” اختصاص داده می‌شود. این ضریب نشان می‌دهد که اتصال چقدر در برابر جریان مقاومت می‌کند.

فرمول محاسبه افت: افت فشار ($h_L$) برای هر اتصال با استفاده از فرمول زیر (که بخشی از معادله دارسی-وایسباخ است) محاسبه می‌شود:

$h_L = K \times \frac{V^2}{2g}$

که در آن:

• $h_L$: افت فشار موضعی (بر حسب متر ستون سیال)
• $K$: ضریب مقاومت اتصال (بی‌بُعد)
• $V$: سرعت متوسط سیال در لوله (متر بر ثانیه)
• $g$: شتاب گرانش (تقریباً $۹.۸۱ m/s^2$)

شما باید افت فشار را برای “تک تک” اتصالات سیستم با $K$ مربوطه محاسبه کرده و سپس همه آن‌ها را با هم و با افت فشار طولی لوله‌ها جمع کنید تا افت فشار کل به دست آید.

مزیت: دقت بالاتر، زیرا $K$ کمتر به عدد رینولدز وابسته است.
عیب: نیاز به محاسبات بیشتر (یک محاسبه برای هر اتصال).

مقادیر K تقریبی برای اتصالات رایج پلی اتیلن K Values

*توجه: مقادیر K برای اتصالات الکتروفیوژن ممکن است کمی متفاوت از بات فیوژن باشد.*

نتیجه‌گیری: دقت در جزئیات، ضامن عملکرد سیستم 🎯

طراحی دقیق، نیازمند داده‌های دقیق است. گروه صنعتی سپهر البرز، ارائه‌دهنده اطلاعات فنی و ضرایب افت فشار برای اتصالات تولیدی خود.

برای دریافت کاتالوگ‌های فنی و مشاوره در زمینه محاسبات هیدرولیکی سیستم‌های لوله‌کشی پلی اتیلن، با واحد مهندسی ما تماس بگیرید. 📐