เครื่องคำนวณเฮดปั๊ม
กรอกชนิดท่อ ขนาดระบุ อัตราการไหล ความยาว และจำนวนข้อต่อและวาล์วของแต่ละช่วงท่อ แล้วบวกเฮดสถิต การสูญเสียในอุปกรณ์ และส่วนเผื่อ ก็จะได้เฮดรวมและกำลังเพลาของปั๊ม การสูญเสียในท่อตรงใช้วิธีคำนวณ Darcy-Weisbach เดียวกับเครื่องคำนวณขนาดท่อน้ำ
หลักการคำนวณ
แต่ละช่วงบวกการสูญเสียของท่อตรง ข้อต่อ วาล์ว และความยาวเทียบเท่า แล้วรวมกับเฮดสถิตและการสูญเสียในอุปกรณ์ จากนั้นคูณส่วนเผื่อเพื่อให้ได้เฮดรวม อัตราการไหลของปั๊มใช้ค่าสูงสุดจากทุกช่วง
| รายการ | สมการ | คำอธิบาย · ที่มา |
|---|---|---|
| การสูญเสียในท่อตรง | Δp_L = R · L, R = (f / D) · ρV²/2 | f มาจากสมการ Colebrook (64/Re ถ้าเป็นการไหลแบบราบเรียบ) ความขรุขระใช้ค่าเริ่มต้นของชนิดท่อ (ท่อเหล็ก 0.046 mm ท่อทองแดง 0.0015 mm) เป็นฟังก์ชันเดียวกับเครื่องคำนวณขนาดท่อน้ำ |
| การสูญเสียในข้อต่อและวาล์ว | Δp_K = K · ρV²/2, K = f_T · Σ n·(L/D) | วิธีของ Crane TP-410 n คือจำนวน L/D ดูจากตารางด้านล่าง |
| ตัวประกอบความเสียดทานเมื่อการไหลปั่นป่วนเต็มที่ | f_T = [−2 log₁₀(ε_T / (3.7 D))]⁻², ε_T = 0.046 mm | Crane กำหนดให้ f_T เป็นค่าเมื่อการไหลปั่นป่วนเต็มที่ของท่อเหล็กเชิงพาณิชย์ที่สะอาด ท่อทองแดงและท่อสเตนเลสก็ใช้ค่านี้ (SGP 50A (DN 50): 0.0190) ค่าจากสมการนี้อาจต่างจากค่า f_T ในตารางของ Crane ได้สูงสุดประมาณ 4% ตามขนาด (เช่น 4 นิ้ว: ตาราง 0.017 สมการ 0.0163) |
| ความยาวเทียบเท่าที่กรอกเอง | Δp_E = R · L_e | สำหรับสเตรนเนอร์และวาล์วพิเศษที่ไม่มีในตาราง ให้กรอกความยาวเทียบเท่าเป็น m จากข้อมูลของผู้ผลิต |
| เฮดรวม | H = (H_s + Σ Δp / (ρ g) + H_e) × (1 + m) | H_s คือเฮดสถิต (เป็นค่าลบถ้าระดับน้ำด้านส่งต่ำกว่า) H_e คือเฮดของการสูญเสียในอุปกรณ์ (kPa หารด้วย ρ g) m คือส่วนเผื่อ เครื่องคำนวณนี้คูณส่วนเผื่อกับผลรวมทั้งหมด แต่ในทางปฏิบัติบางแห่งเผื่อเฉพาะการสูญเสียจากแรงเสียดทาน ถ้า H เป็น 0 หรือน้อยกว่า จะแจ้งว่าเงื่อนไขนี้ไม่ต้องใช้ปั๊ม |
| กำลังน้ำและกำลังเพลา | P_w = ρ g Q H, P_s = P_w / η | Q หน่วย m³/s, H หน่วย m, η คือประสิทธิภาพปั๊มที่จุดทำงานตามเส้นโค้งของผู้ผลิต |
ค่า L/D ของข้อต่อและวาล์ว
ใส่เฉพาะค่าตัวแทนในภาคผนวกของ Crane TP-410 ที่ตรวจสอบที่มาแล้ว ค่า K เป็นตัวอย่างสำหรับท่อ SGP 50A (f_T 0.0190) ข้อต่อและวาล์วอื่นให้กรอกในช่องความยาวเทียบเท่า
| ข้อต่อและวาล์ว | L/D | K (SGP 50A) |
|---|---|---|
| ข้องอ 90° | 30 | 0.57 |
| ทีแนวตรง | 20 | 0.38 |
| ทีแยกสาขา | 60 | 1.14 |
| เกตวาล์ว | 8 | 0.15 |
| สวิงเช็กวาล์ว | 100 | 1.90 |
ตัวอย่าง
น้ำ 20 °C (ρ = 998.21 kg/m³) ท่อเหล็ก SGP ช่วงที่ 1: 80A (เส้นผ่านศูนย์กลางภายใน 80.7 mm) 600 L/min ท่อตรง 50 m ข้องอ 6 ทีแนวตรง 2 เกตวาล์ว 2 สวิงเช็กวาล์ว 1 V = 1.955 m/s, f = 0.01960, R = 463.3 Pa/m จึงสูญเสียในท่อตรง 23.16 kPa Σ L/D = 6×30 + 2×20 + 2×8 + 100 = 336, f_T = 0.01720, K = 5.780, ρV²/2 = 1,907.7 Pa จึงสูญเสียในข้อต่อและวาล์ว 11.03 kPa รวม 34.19 kPa = 3.493 m
ช่วงที่ 2: 65A (เส้นผ่านศูนย์กลางภายใน 67.9 mm) 300 L/min ท่อตรง 30 m ข้องอ 4 ทีแยกสาขา 1 เกตวาล์ว 1 สเตรนเนอร์ความยาวเทียบเท่า 3 m V = 1.381 m/s, R = 297.0 Pa/m: ท่อตรง 8.91 kPa, Σ L/D = 188, f_T = 0.01790, K = 3.365 ได้ข้อต่อและวาล์ว 3.20 kPa และความยาวเทียบเท่า 0.89 kPa รวม 13.00 kPa = 1.328 m
เฮดสถิต 15 m อีวาพอเรเตอร์ของเครื่องทำน้ำเย็น 50 kPa = 5.108 m รวมย่อย 15 + 4.821 + 5.108 = 24.93 m คูณส่วนเผื่อ 10% ได้เฮดรวม 27.42 m (268.4 kPa) กำลังน้ำ = 998.21 × 9.80665 × 0.01 × 27.42 = 2.68 kW ที่ประสิทธิภาพ 60% กำลังเพลาเท่ากับ 4.47 kW
ข้อจำกัด
ตรวจสอบการเลือกปั๊มและเส้นโค้งสมรรถนะ (จุดทำงาน ประสิทธิภาพ NPSH) กับข้อมูลของผู้ผลิต เครื่องคำนวณนี้รวมเส้นทางเดียวแบบอนุกรมเท่านั้น ไม่ได้คำนวณการกระจายอัตราการไหลระหว่างสาขาที่ขนานกัน หรือการสูญเสียจากวาล์วควบคุม
ค่า L/D เป็นค่าตัวแทน ข้อต่อและวาล์วจริงมีการสูญเสียต่างกันตามผู้ผลิตและขนาด ถ้ามีข้อมูลของผู้ผลิต ให้ใช้ช่องความยาวเทียบเท่าที่กรอกเอง
แหล่งอ้างอิง
- Crane Co., Technical Paper No. 410, Flow of Fluids Through Valves, Fittings, and Pipe: K = f_T·(L/D), ตาราง L/D และนิยามของ f_T
- ASHRAE Handbook Fundamentals (SI) บท “Pipe Sizing”: สมการ Darcy-Weisbach และ Colebrook
- IAPWS R6-95 (ความหนาแน่นของน้ำ), IAPWS R12-08 (ความหนืดของน้ำ)
- JIS G 3452 ท่อเหล็กกล้าคาร์บอน, JIS G 3459 ท่อสเตนเลส, ASTM B88 ท่อทองแดง
แก้ไขล่าสุด 2026-10-07