painehäviöitä

Painehäviöt kuvaavat nesteen tai kaasun paineen pienenemistä sen virratessa putkiston kautta. Ne syntyvät sekä putkiston sisäpinnan kitkasta että erilaisten komponenttien aiheuttamasta vastuksesta. Painehäviöt jaetaan yleisesti suurien kitkavastusten aiheuttamiin päähäviöihin sekä pienempiin lisähäviöihin, joita syntyy liitoksista, mutkista, venttiileistä, laajennuksista ja supistuksista. Painehäviöt riippuvat virtaavan nesteen ominaisuuksista (tiheys, viskositeetti), virtausnopeudesta, putken halkaisijasta ja sisäisestä karheudesta.

Laskennassa käytetään yleisesti Darcy–Weisbach -yhtälöä: Δp = f (L/D) (ρ v^2 / 2). Tässä Δp on painehäviö, f on kitkafaktori, joka riippuu Reynoldsin luvusta ja suhteellisesta karheudesta; L on putken pituus, D sen halkaisija, ρ nesteen tiheys ja v virtausnopeus. Kitkafaktori voidaan saada Moody-diagrammista tai Colebrook-yhtälöstä; laminaarisessa virtauksessa f = 64/Re. Päähäviöt ja pienemmät lisähäviöt voidaan johtaa toisiinsa termillä Δp = Σ(K_i) (ρ v^2 / 2), where K_i on yksittäisen komponentin häviökerroin.

Muita malleja ovat Hazen–Williams-kaava virtaushäviöille ja Manningin kaava avoimina virtauksina kulkeville kanaville. Nämä soveltuvat eri käyttötarkoituksiin ja materiaaleihin. Painehäviöt vaikuttavat pumpun tehontarpeeseen ja kokonaisenergiaan; pumpun tuottama ideaalinen työ on P = Q Δp / η, jossa Q on tilavuusvirta ja η pumpun hyötysuhde.

Mittaaminen tapahtuu diff­erenssi- paineen mittauslaitteilla, kuten differenssi- paineantureilla ja manometriajärjestelmillä, jotta voidaan arvioida ja hallita järjestelmän painehäviöitä suunnittelun ja seurannan yhteydessä. Painehäviöt ovat keskeinen parametri prosessi-, HVAC- ja vesihuoltojärjestelmissä.