 | 
|
प्रेशर ड्रॉप
प्रेशर ड्रॉप म्हणजे पाईप किंवा ट्यूबमधील एका बिंदूपासून दुसऱ्या बिंदूपर्यंत दाब कमी होणे. पाईप किंवा ट्यूबमधून वाहताना द्रवपदार्थावर घर्षण शक्ती कार्य करतात त्यामुळे दाब कमी होतो. घर्षण शक्ती प्रवाहाच्या प्रतिकारामुळे होतात. द्रव प्रवाहाच्या प्रतिकाराचे मुख्य निर्धारक म्हणजे पाईपमधून द्रव वेग आणि द्रव चिकटपणा. कोणताही द्रव किंवा वायू नेहमीच कमीत कमी प्रतिकाराच्या दिशेने (कमी दाब) वाहतो. पाईपिंग नेटवर्कमधील घर्षण शक्तींच्या प्रमाणात दाब कमी होतो. उच्च सापेक्ष खडबडीतपणा रेटिंग तसेच अनेक पाईप फिटिंग्ज आणि सांधे, ट्यूब, वळणे, पृष्ठभाग खडबडीतपणा आणि इतर भौतिक गुणधर्म असलेले पाईपिंग नेटवर्क दाब कमी होण्यास प्रभावित करेल. उच्च प्रवाह वेग आणि / किंवा उच्च द्रव चिकटपणामुळे पाईपच्या एका भागावर किंवा व्हॉल्व्ह किंवा एल्बोवर दाब कमी होतो. कमी वेगामुळे कमी किंवा अजिबात दाब कमी होणार नाही. प्रेशर ड्रॉपची गणना दोन मूल्ये वापरून केली जाऊ शकते: रेनॉल्ड्स नंबर, (लॅमिनार किंवा अशांत प्रवाह निश्चित करणे), आणि पाईपिंगची सापेक्ष खडबडीतपणा
जिथे D हा पाईपचा व्यास आहे, v हा द्रवाचा वेग आहे, ρ हा द्रवाची घनता आहे आणि μ हा द्रवाची गतिमान चिकटपणा आहे. पाईपिंगची सापेक्ष खडबडीतपणा सामान्यतः रेनॉल्ड्स क्रमांकाला सापेक्ष खडबडीतपणासह क्रॉस रेफरन्स करून ओळखली जाते, तिथे घर्षण घटक, f, मोजला जातो.
कंडक्टरमधून (पाईप, ट्यूब किंवा नळी) हायड्रॉलिक द्रवपदार्थाचा वेग प्रवाह दर आणि क्रॉस सेक्शनल क्षेत्रावर अवलंबून असतो. हायड्रॉलिक सिस्टीममध्ये पाईप्स आणि नळींमधून शिफारसित द्रवपदार्थाचा वेग खालीलप्रमाणे आहे:
कमी दाबांसाठी किंवा जिथे ऑपरेशन सतत चालू असते तिथे श्रेणीच्या खालच्या टोकावरील मूल्ये वापरा. अधिक माहितीसाठी प्रवाह / वेग नॉमोग्राम पहा.
पर्यायीरित्या, द्रव वेग खालील सूत्र वापरून मोजता येतो:
पंप हेड: कंडक्टरमधून वाहणाऱ्या द्रवपदार्थ आणि त्याच्या आतील भिंतीमधील घर्षणामुळे नुकसान होते, जे दाब कमी म्हणून मोजले जाते. कंडक्टरमध्ये दाब कमी होणे हा डिझायनरसाठी एक महत्त्वाचा विचार आहे, विशेषतः अशा प्रणालींमध्ये जिथे लांब पाईप किंवा होज रन आवश्यक असतात. पाईप किंवा होजच्या लांबीवरील दाब कमी होणे खालील सूत्र वापरून मोजता येते, जे गणना सुलभतेसाठी मेट्रिक युनिट्स वापरते.
दाब कमी करण्याच्या गणनेकडे जाण्यापूर्वी, खालील चल माहित असणे आवश्यक आहे:
प्रवाह दर लिटर प्रति मिनिट (L/मिनिट) Q
पाइप किंवा होजचा आतील व्यास मिलिमीटरमध्ये (मिमी) D
सेंटिस्टोक्समध्ये (ऑपरेटिंग तापमानावर) द्रवपदार्थाची गतिज चिकटपणा ν
द्रवपदार्थाची घनता किलोग्रॅम प्रति घनमीटर (किलो/मीटर³) ρ
पाईप, ट्यूब किंवा होजची लांबी मीटरमध्ये (मी) L
जर रेनॉल्ड्स क्रमांक २३०० आणि ४००० च्या दरम्यान असेल, तर प्रवाह हा संक्रमण आहे आणि ४००० पेक्षा जास्त प्रवाह हा अशांत आहे. २३०० पेक्षा जास्त आणि १००,००० पेक्षा कमी रेनॉल्ड्स क्रमांकांसाठी घर्षण घटक मोजण्यासाठी खालील सूत्र वापरले जाऊ शकते:
ज्या प्रकरणांमध्ये रेनॉल्ड्स क्रमांक १००,००० पेक्षा जास्त असतो, तेथे घर्षण कंडक्टरच्या आतील पृष्ठभागाच्या खडबडीतपणावर अवलंबून असते. अशा प्रकरणांमध्ये पाईप खडबडीतपणाचा विचार करणारे कोलब्रुक समीकरण घर्षण घटक मोजण्यासाठी वापरले जाते. तथापि, हायड्रॉलिक सिस्टीममध्ये तुलनेने कमी द्रव वेग आणि उच्च द्रव चिकटपणा असल्यामुळे, या परिमाणाचे रेनॉल्ड्स क्रमांक येऊ नयेत.
दाब कमी होण्याची गणना करा:
शेवटी, दाब कमी होण्याची गणना खालील सूत्र वापरून करता येते:
जेव्हा अधिक अचूकता आवश्यक असते, तेव्हा प्रत्येक प्रकारच्या फिटिंगसाठी लॉस कोएन्शियंट (K-फॅक्टर) वापरून फिटिंग्जमधील हेड लॉस निश्चित केले जाऊ शकते. या दृष्टिकोनात K-फॅक्टरला द्रव प्रवाहाच्या वेग हेडने गुणाकार केला जातो.
H = हेड लॉस, m
V = प्रवाहाचा वेग, m/s
सर्व पाईपिंग सिस्टीममध्ये प्रेशर ड्रॉप किंवा हेड लॉस हे उंचीतील बदल, दिशा बदलल्यामुळे होणारे गोंधळ आणि पाईप आणि फिटिंग्जमधील घर्षण यामुळे होते. फायबरग्लास पाईपमध्ये हेड लॉस निश्चित करण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या सर्वात सामान्य पद्धती म्हणजे हेझेन-विल्यम्स, मॅनिंग आणि डार्सी-वेसबॅक समीकरणे. प्रत्येक पद्धतीची योग्यता प्रवाहाच्या प्रकारावर (गुरुत्वाकर्षण किंवा पंप केलेले) आणि आवश्यक अचूकतेच्या पातळीवर अवलंबून असते. गुळगुळीत आतील पृष्ठभाग आणि गंज प्रतिकार यामुळे, फायबर ग्लास पाईप्समध्ये इतर मटेरियल पाईप्सच्या तुलनेत तुलनेने कमी हेड लॉस असतो.
हेझेन-विल्यम्स समीकरण: हेझेन-विल्यम्स समीकरण पूर्ण अशांत प्रवाहाच्या परिस्थितीत पाण्याच्या पाईप्सवर लागू होते. त्याच्या साधेपणामुळे पाणी आणि सांडपाणी उद्योगांमध्ये याला व्यापक मान्यता मिळाली आहे.
v = वेग, m/s
C = हेझेन-विल्यम्स गुणांक
R = हायड्रॉलिक सरासरी त्रिज्या, m
J = हायड्रॉलिक ग्रेडियंट, m/m
फायबर ग्लास पाईपसाठी हेझेन-विल्यम गुणांक, C हा १५० म्हणून घेतला जातो.
मॅनिंग समीकरण: मॅनिंग समीकरण सामान्यतः गुरुत्वाकर्षण प्रवाह समस्या सोडवते जिथे पाईप फक्त अंशतः भरलेला असतो आणि फक्त उंचीच्या डोक्याच्या प्रभावाखाली असतो.
v = (1/n) R X 0.667 X J X 0.5
जिथे,
v = वेग, m/s
n = मॅनिंग गुणांक
R = हायड्रॉलिक सरासरी त्रिज्या, m
J = हायड्रॉलिक ग्रेडियंट, m/m
मॅनिंग गुणांक, n हा फायबर ग्लास पाईपसाठी 0.0१ म्हणून घेतला जातो
डार्सी-वेइसबॅक समीकरण: त्यात असे म्हटले आहे की दाब कमी होणे हे वेगाच्या वर्गाच्या आणि पाईपच्या लांबीच्या प्रमाणात असते. हे समीकरण लॅमिनार आणि अशांत प्रवाहातील सर्व द्रवांसाठी वैध आहे. तोटा असा आहे की डार्सी-वेइसबॅक घर्षण घटक एक चल आहे. J = ( f X L X v2)/2 X g X D जिथे,
J = दाब कमी होणे, m
g = गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक, ९.८१ m/s2
v = वेग, m/s
D = आतील व्यास, m
f = घर्षण घटक
L = पाईपची लांबी, m
द्रव प्रवाहाचे वैशिष्ट्यीकृत करण्यासाठी सुप्रसिद्ध रेनॉल्ड्स क्रमांक समीकरण वापरले जाते.
जर प्रवाह लॅमिनार असेल,
f = ६४ / Re
जर प्रवाह अशांत असेल, तर घर्षण घटक बहुतेक द्रव यांत्रिकी मजकुरांमध्ये आढळणाऱ्या मूडी आकृतीवरून किंवा कोलब्रुक समीकरणावरून निश्चित केला जाऊ शकतो.
फिटिंग्जमधील दाब कमी होणे: फिटिंग्जमधील हेड लॉस हे सहसा पाईपच्या सरळ लांबीच्या बरोबरीने व्यक्त केले जाते जे खाली दाखवल्याप्रमाणे पाईपच्या सरळ रनमध्ये जोडले जाते. हा दृष्टिकोन बहुतेकदा हेझेन-विल्यम्स किंवा मॅनिंग समीकरणांसह वापरला जातो. हा दृष्टिकोन वेगवेगळ्या वेगांमुळे निर्माण होणारे अशांतता आणि त्यानंतरचे नुकसान विचारात घेत नाही.
सर्ज प्रेशर (वॉटर हॅमर): प्रेशर लाट किंवा अंतर्गत शॉक, ज्याला सामान्यतः वॉटर हॅमर म्हणून ओळखले जाते, सिस्टममधील वेगात अचानक बदल झाल्यामुळे उद्भवते. काही विशिष्ट परिस्थितीत, बांधकामाच्या साहित्याची पर्वा न करता, हे शॉक फोर्स पाईपिंग सिस्टमला फाटण्यासाठी किंवा कोसळण्यासाठी पुरेसे परिमाण गाठू शकतात. ट्रान्झिएंट प्रेशर म्हणजे वेगाने फिरणारी लाट जी क्षणिकतेच्या स्त्रोतावर आणि लाटांच्या प्रवासाच्या दिशेनुसार सिस्टममधील दाब वाढवते आणि कमी करते. जलद व्हॉल्व्ह बंद केल्याने हलणाऱ्या द्रवाच्या गतिज उर्जेचे संभाव्य उर्जेमध्ये रूपांतर झाल्यामुळे शॉक वेव्ह तयार होऊ शकतात ज्याला सामावून घेणे आवश्यक आहे. या दाब लाटा संपूर्ण पाइपिंग सिस्टममध्ये प्रवास करतील आणि लाटाच्या स्त्रोतापासून दूरपर्यंत नुकसान करू शकतात. वॉटर हॅमरची परिमाण: द्रव गुणधर्म, प्रवाहाचा वेग, पाईप मटेरियलच्या लवचिकतेचे मापांक, पाईप लाईनची लांबी, द्रवपदार्थाच्या गतीमध्ये बदल होण्याची गती.
फायबरग्लासच्या लवचिकतेचे कमी मापांक पाईपिंग सिस्टममधून जात असताना स्वतःला ओलसर करणारा परिणाम देतो. धातूच्या पाईपिंग सिस्टममध्ये दाब लाटाची परिमाण या पदार्थांच्या लवचिकतेच्या उच्च मापांकामुळे खूप जास्त असते. जलद झडप बंद होण्याव्यतिरिक्त किंवा उघडण्याव्यतिरिक्त, अचानक हवा सोडणे आणि पंप सुरू होणे किंवा बंद होणे यामुळे वॉटर हॅमर तयार होऊ शकतो. टॅलबोट सूत्र देते:
a = लाटांचा वेग (फूट/सेकंद)
P = लाटांचा दाब (psi)
v = प्रवाहाच्या वेगात बदल (फूट/सेकंद)
w = द्रवाची घनता (lb/ft3)
SG = द्रवाचे विशिष्ट गुरुत्व
K = द्रवाचे बल्क मापांक (psi)
E = लवचिकतेचे हुप मापांक (psi)
d = पाईपचा आतील व्यास (इंच)
t = पाईपच्या भिंतीची जाडी (इंच)
g = गुरुत्वाकर्षणामुळे होणारा प्रवेग (फूट/सेकंद2)
चांगल्या डिझाइन पद्धतीमुळे बहुतेक सिस्टीममध्ये वॉटर हॅमरचा वापर टाळता येतो. जे व्हॉल्व्ह लवकर उघडू किंवा बंद करू शकत नाहीत त्यांची स्थापना ही एक साधी खबरदारी आहे. याव्यतिरिक्त, पंप कधीही रिकाम्या डिस्चार्ज लाईन्समध्ये सुरू करू नयेत, जोपर्यंत यांत्रिकरित्या सक्रिय व्हॉल्व्ह हळूहळू उघडल्याने प्रवाह दर हळूहळू वाढू शकत नाही. पंपांवरील चेक व्हॉल्व्ह शक्य तितक्या लवकर बंद केले पाहिजेत, जेणेकरून परत वाहणाऱ्या द्रवाचा वेग कमी होईल. काही प्रकरणांमध्ये, पाइपिंग सिस्टम पूर्णपणे अँकर केल्याने ही समस्या कमी होऊ शकते. इतर प्रकरणांमध्ये, वॉटर हॅमरचा स्रोत काढून टाकण्यासाठी पंपांभोवती मेकॅनिकल व्हॉल्व्ह ऑपरेटर, संचयक किंवा फीडबॅक लूप वापरावे लागू शकतात.
 |
 |