محاسبه افت فشار هوادهی

محاسبه افت فشار در سیستم‌های هوادهی، عمدتاً با استفاده از معادله دارسی-ویسباخ انجام می‌شود که افت فشار را بر اساس طول لوله، قطر، سرعت جریان هوا، ضریب اصطکاک و زبری لوله تعیین می‌کند. فرمول اصلی به صورت hf=λLDv22gh_f = \lambda \frac{L}{D} \frac{v^2}{2g}hf=λDL2gv2 است، که در آن hfh_fhf افت فشار، λ\lambdaλ ضریب افت، LLL طول، DDD قطر، vvv سرعت و ggg شتاب گرانش است. عدد رینولدز (Re=vDνRe = \frac{v D}{\nu}Re=νvD) برای تعیین رژیم جریان (آرام یا آشفته) و محاسبه λ\lambdaλ ضروری است.

عوامل مؤثر در افت فشار هوادهی

افت طولی: ناشی از اصطکاک دیواره لوله، وابسته به طول، قطر و سرعت هوا؛ برای لوله‌های هوادهی، سرعت توصیه‌شده ۵-۱۰ متر بر ثانیه است تا افت کم شود.

افت موضعی: در خم‌ها، شیرها و اتصالات محاسبه می‌شود؛ مثلاً برای خم ۹۰ درجه با قطر ۲۵۰ میلی‌متر و دبی ۵۰۰ مترمکعب بر ساعت، افت حدود ۲ پاسکال است.

شرایط هوا: چگالی و گرانروی هوا بر اساس دما و فشار محیط تأثیرگذارند و در محاسبات آنلاین یا جداول وارد می‌شوند.

روش‌های محاسبه عملی

از نمودار مودی یا روابط تقریب مانند کلبروک (1λ=−2log⁡(ϵ/D3.7+2.51Reλ)\frac{1}{\sqrt{\lambda}} = -2 \log \left( \frac{\epsilon/D}{3.7} + \frac{2.51}{Re \sqrt{\lambda}} \right)λ1=−2log(3.7ϵ/D+Reλ2.51)) برای لوله‌های صاف یا زبر استفاده کنید، که ϵ\epsilonϵ زبری مطلق است.

جداول عمومی یا روابط هازن-ویلیامز برای تخمین سریع بر اساس قطر، سرعت و جنس لوله (مثل PVC یا فلزی) به کار می‌رود؛ مثلاً برای لوله چدنی متوسط، ضریب C حدود ۱۱۰ است.

ابزارهای آنلاین مانند ماشین‌حساب TLV برای ورودی طول، قطر، دبی و دما، افت را به پاسکال محاسبه می‌کنند.

کاربرد در انتخاب پمپ هوادهی

افت کل فشار (طولی + موضعی) به هد مورد نیاز پمپ اضافه می‌شود تا پمپ مناسب با دبی مشخص انتخاب شود. در سیستم‌های هوادهی صنعتی مانند تصفیه فاضلاب، افت را کمتر از ۱-۲ پاسکال بر متر نگه دارید تا راندمان حفظ شود. برای دقت، از نرم‌افزارهای مهندسی یا جداول آلمانی/آمریکایی بهره ببرید.