Aiuto per il calcolo perdita di attrito del tubo e il tubo di dimensione economica applet analisi applet sono programmi basati sul linguaggio Java, che sono progettati per funzionare su computer utilizzando l'ambiente Java Run Time. Questo documento coprirà due argomenti, uno una discussione generale di questo tema e di come le equazioni sono stati sviluppati. L'altro alcune osservazioni specifiche su come le funzioni applet. Quanto segue è un estratto del libro già citato. Questo applet java calcolo delle perdite di carico per attrito per qualsiasi fluido newtoniano per cui la viscosità è noto nel regime flusso turbolento solo che è maggior parte dei casi. L'applet fornisce dati sulla rugosità del tubo la cui fonte può essere ottenuto in un file pdf in fondo a questa pagina. TUBO ATTRITO TESTA DIFFERENZA DI fluidi newtoniani la testa di attrito è l'attrito dovuto al movimento di fluido in un sistema di tubazioni ed è proporzionale alla portata, diametro del tubo e la viscosità. Tabelle di valori per testa di attrito sono disponibili in riferimenti 1 amp 8. La testa di attrito, come qui definito, è composto da perdita di attrito dovuta al movimento del fluido e la perdita di attrito per effetto di accessori per tubi (per esempio, 90deg gomiti, curve, tee 45 gradi, ecc): il pedice FP si riferisce alla perdita di attrito tubo e la FF pedice di raccordi perdite per attrito. fluidi newtoniani sono una vasta classe di fluidi, la cui essenziale proprietà VISCOSITA, per la prima volta definito da Newton (vedi Appendice A per un elenco di fluidi newtoniani e non newtoniani). La viscosità è il rapporto tra la velocità di un dato livello di fluido e la forza necessaria per mantenere quella velocità. Newton teorizzato che per fluidi più puro, vi è una relazione diretta tra la forza necessaria per spostare un livello e la sua velocità. Pertanto, per spostare un livello al doppio della velocità, necessaria doppio della forza. La sua ipotesi non poteva essere verificata al momento, ma in seguito il ricercatore francese, Poiseuille, ha dimostrato la sua validità. Questo ha comportato una definizione molto pratico per la viscosità. La formula di Darcy-Weisbach esprime la resistenza al movimento di qualsiasi fluido in un condotto: dove f è un fattore di attrito adimensionale. Spesso, le tabelle danno valori di perdite di carico in termini di piedi di liquido per 100 piedi di tubo. Quando si usano le unità appropriate (sistema imperiale), l'equazione Darcy-Weisbach diventa: Il numero di Reynolds è proporzionale alla viscosità cinematica, la velocità media, e il tubo di diametro interno. È un numero adimensionale. La viscosità cinematica è il rapporto tra la viscosità assoluta al fluido specifico SG gravità. Dati viscosità dei liquidi comuni possono anche essere trovati int catalogo pompa Goulds. a flusso laminare - RE LT 2000 regimi di flusso distinto può osservare come il numero di Reynolds è vario. Nella gamma da 0 a 2000, il flusso è uniforme e si dice che sia laminare. Il termine si riferisce a laminare strati successivi di liquido immediatamente adiacenti l'uno all'altro, o laminato. Guardando una sezione longitudinale del tubo, la velocità delle singole particelle fluide è zero vicino alla parete ed aumenta ad un valore massimo al centro del tubo con ogni particella che si muove parallelamente al suo vicino. Se si inietta colorante nel flusso, avremmo notare che le particelle di colorante mantengono la loro coesione per lunghe distanze dal punto di iniezione. Figura 3-16 laminare e profili di velocità di flusso turbolento. La perdita di attrito è generata all'interno del fluido stesso. Figura 3-16 mostra che ogni strato (in questo caso ciascun anello) di fluido si muove più velocemente progressivamente con l'avvicinarsi al centro. La differenza di velocità tra uno strato di fluido provoca la perdita di attrito. Il fattore di attrito f è dato da: Per fluidi viscosi (cioè n gt 50 SSU), la combinazione di velocità e viscosità solito produce un basso numero di Reynolds e il flusso laminare di conseguenza. Pompaggio di fluidi viscosi ad un tasso più veloce può causare il fluido diventa turbolento con conseguente perdite elevato attrito. Le tabelle per la perdita di attrito fluido viscoso fornite in riferimenti 1 amp 8 si basano sulla equazione per flusso laminare, equazione 3-18. Questa equazione può essere teoricamente derivata e si trova in volumi dinamici più fluido (vedi riferimento 11). Un aspetto interessante di flusso laminare è che il tubo rugosità non è un fattore nel determinare la perdita per attrito. flusso instabile - 2000 ltre lt4000 Il flusso pulsa e instabile e sembra possedere caratteristiche di entrambi flusso laminare e turbolento. flusso turbolento - RE gt 4000 Al numero di Reynolds maggiore di 4000, è molto difficile prevedere il comportamento delle particelle fluide, come si stanno muovendo in molte direzioni contemporaneamente. Se colorante viene iniettato nel flusso, le particelle del colorante sono rapidamente dispersi, dimostrando la complessità di questo tipo di flusso. Reynolds, che originariamente fatto questo esperimento, utilizzato per dimostrare l'utilità di un numero adimensionale (il numero di Reynolds) legati alla velocità e viscosità. La maggior parte delle applicazioni industriali coinvolgono fluidi nel flusso turbolento. La geometria della parete (rugosità pipe) diventa un fattore importante nel predire la perdita di attrito. Molte formule empiriche per flusso turbolento sono stati sviluppati. equazione Colebrooks è il più ampiamente accettata: dove è l'altezza media di protuberanze (rugosità assoluta) della superficie della parete del tubo (per esempio, 0,00015 ft per tubi in acciaio liscio). Il termine D viene chiamato il parametro tubo di rugosità o la relativa rugosità. Poiché non è possibile derivare una soluzione esplicita per f, L. F. Moody (vedere Figura 3-18) ha sviluppato una soluzione grafica. Il diagramma mostra la relazione lineare del fattore di attrito (f) con il numero di Reynolds (Re) per il regime di flusso laminare. Per numeri di Reynolds nell'intervallo medio (4.000 a 1.000.000, flusso turbolento), il fattore di attrito dipende dal numero di Reynolds e il parametro tubo di rugosità, che è conosciuto come la zona di transizione. Per alti numeri di Reynolds (1.000.000 e superiore, completamente turbolento), il coefficiente di attrito è indipendente dal numero di Reynolds ed è solo proporzionale al parametro tubazione rugosità. Questa è la zona di completo turbolenza. Alcuni valori tipici per la rugosità assoluta: rugosità TUBO MATERIALE assoluto Come utilizzare i dati applet per il sistema (vedi figura seguente) viene inserito nella zona segnata dati generali. Quando si seleziona il tipo di tubo da utilizzare, valori standard per nom. di diametro, e diamater interno vengono inserite nella tabella dati di condotta nelle colonne 1 e 2. I valori del diametro dei tubi usati in questo applet sono disponibili qui. costi di installazione per il tubo viene inserito anche nella tabella dei dati del tubo nella colonna 3, questi sono valori tipici solo ed è necessario sostituirli con valori applicabili alla vostra zona. La tabella dei dati tubo è modificabile con un doppio clic su qualsiasi elemento nel 3 ° colonna. Una volta fatto questo è possibile premere il pulsante Calcola ei risultati apparirà in basso. La prima riga dei risultati indica il diametro selezionato che è più vicina ad un diametro standard basato sulla portata e velocità di destinazione. La seconda linea fornisce informazioni su ciò che il costo energetico ei costi di installazione sarebbe se è stato selezionato il più grande diametro del prossimo. Questi costi possono poi essere confrontati con i costi per il diametro più piccolo che fornisce i risparmi di costo per un anno, che a sua volta determina quanti anni sono tenuti a rimborsare i costi di installazione tubo o il periodo di ROI. Il diametro più grande successiva viene quindi selezionato e lo stesso calcolo viene effettuato in base al diametro più piccolo. L'intento di questa applet è quello di contribuire a rendere una decisione reasonned sulla dimensione del tubo che è più complicato che selezionando un diametro del tubo sulla base di una velocità del bersaglio. Se un sistema ha una prevalenza statica basso, il costo dell'energia per un tale sistema in un anno potrebbe giustificare l'installazione di un tubo più grande di quanto sarebbe normalmente richiesto in base alla corrispondenza di una velocità di destinazione. Per fare questo, il costo del tubo, ganci, supporti, flange, ecc deve essere noto per piede di tubo. Il consumo di energia è calcolato sulla base delle proprietà del fluido, la lunghezza del tubo e portata. L'efficienza della pompa deve essere nota e se la pompa non è stata acquistata poi una stima ragionevole può essere fornita utilizzando questa curva. Il costo di un kilowattora deve essere noto anche come pure l'efficienza del motore e quindi il risparmio annuale che possono essere raggiunti installando un tubo più grande può essere calcolato. La potenza assorbita è calcolata con la formula standard: La rugosità del tubo è selezionabile e in base ai valori in questa tabella. È inoltre possibile specificare qualsiasi ruvidità tubo facendo clic sul testo specifica della casella di selezione del tubo rugosità. Questo farà un altro campo di testo appaiono in cui la rugosità del tubo può essere inserito. Il diametro del tubo utilizzato è il diametro interno. Questo diametro varia a seconda della costruzione del tubo. I vari standard come tubo di calendario in acciaio al carbonio vengono utilizzati e sono selezionabili. Questi valori vengono poi visualizzati in una griglia sul applet. I valori nella griglia possono essere modificate in qualsiasi momento. Il costo operativo annuale di potenza viene calcolata sulla base del numero di ore di funzionamento in un anno, l'efficienza del motore e il costo per kW-h. Questo viene fatto sulla base di una dimensione del tubo che si avvicina la velocità target. Questi calcoli sono fatti per i prossimi grandi dimensioni dei tubi e sono confrontati con i costi di installazione di questi tubi. Il periodo ROI (Return On Investment) è il rapporto tra il costo tubo (comprende l'acquisto e l'installazione) differenza tra la selezione iniziale e il diametro immediatamente disponibile e la differenza di costo potere della selezione iniziale e il diametro immediatamente disponibili. Nel grafico sopra il periodo di ROI 6,5 anni (10.500 -7500) (1196-1658). Un piccolo periodo, ad esempio meno di 2 anni significa che ci vorranno 2 anni per il risparmio energetico di rimborsare l'aumento del costo della dimensione del tubo più grande. Si ricorda che è difficile cambiare dimensione del tubo dopo il fatto, il costo di smantellamento e la perdita di tempo di produzione è usuallly molto elevata. Il calcolo di attrito in questo programma utilizza l'equazione Swamee-Jain. Non vi è alcun calcolo perdite di carico per i raccordi di attrito. Pertanto il vero attrito sarà maggiore che significa che il consumo energetico sarà leggermente superiore. Tuttavia questo non dovrebbe influenzare il periodo ROI poiché la perdita di raccordi di attrito è normalmente una piccola porzione della testa totale. La pressione statica del sistema deve essere nota e questo viene aggiunto alla testa di attrito calcolato. Se l'estremità di scarico o di aspirazione del sistema viene pressurizzato allora questo dovrebbe essere inclusa nella testa statico. Se ci sono altre apparecchiature di processo, come valvole di regolazione, scambiatori di calore, ecc la somma della loro perdita di carico totale può essere inserito nella casella di testo apparecchiature perdite di carico. Le tipologie costruttive tubo forniti sono di carbonio tubo di calendario in acciaio e tubo ID in unità imperiali. L'etilene poli, PVC-M e UPVC dimensioni del tubo dei dati originali è metrico e le dimensioni sono stati convertiti in unità imperiali. L'applet vi offre due scelte di dimensioni dei tubi che sono più grandi rispetto alla prima selezione sulla base di una velocità di destinazione e si può decidere quale di questi è appropriato in base al ROI uomo period. A sorge su una scogliera e guarda un pallone ad aria calda (il pallone è lontano, la sua non è solo molto piccola). È possibile fare clic sul pulsante PLAYPAUSE nell'angolo inferiore sinistro del applet per vedere il sorgere pallone e cadere. Due domande importanti e sonda: Qual è il tasso medio di variazione dell'altezza palloncini, tra due momenti differenti nel tempo Qual è il tasso istantaneo di variazione dell'altezza palloni, in un momento particolare nel tempo tasso medio di Salita Guarda l'animazione e vedere come il movimento del palloncino è legato al grafico. Il tempo si muove a una velocità costante, ma il pallone sale e scende a velocità diverse in tutto il suo viaggio. Come descriveresti le parti del grafico in cui il pallone è in aumento cadere Che la qualità fa il grafico hanno nei momenti in cui il pallone si sta muovendo rapidamente lentamente interrompere l'animazione, deselezionare la casella di controllo Mostra pallone, e verificare il tasso medio Visualize di casella di cambiamento. La formula per tasso medio di risalita è dato alla parte inferiore dell'applet, ed è possibile spostare i punti sul l'asse x per impostare due orari diversi. E 'chiaro quando il tasso medio di ascesa dovrebbe essere positivo o negativo Selezionare la casella di controllo secante Show. Qual è il rapporto tra il tasso medio di ascesa tra due volte e la pendenza della linea secante associato Supponiamo di noi non vogliono solo il tasso medio di ascesa per il pallone tra i due momenti diversi, ma invece vogliamo calcolare il tasso istantaneo di risalita esattamente a tempo 10 minuti. Perchè non si calcola questo trascinando i punti per T1 e T2 per 10 istantanea velocità di risalita Si consideri ancora la funzione dell'altezza del pallone. Fare clic sulla casella di controllo per mostrare la linea secante, e confermare che il tasso medio di variazione del pallone è la pendenza della linea secante. Fare clic sulla casella di controllo per mostrare la linea tangente alla curva al tempo t t1. La sua ragionevole credere (davvero) che la pendenza della retta tangente è il tasso istantaneo di variazione dell'altezza pallone, perché mentre si trascina lentamente t2 per soddisfare t1 si vede che la linea secante è una migliore e migliore approssimazione alla tangente . Purtroppo, smussiamo calcolare la pendenza della retta tangente semplicemente utilizzando la stessa formula che abbiamo fatto per la linea secante (perché no). Così heres la domanda importante VERAMENTE GRANDE PER CALCOLO: Come si calcola la pendenza della tangente linePlease nota che questa pagina web è la vecchia versione del Solar Calculator NOAA. Ai tempi in cui questo calcolatore è stato creato prima, abbiamo deciso di utilizzare una definizione non standard della longitudine e fuso orario, per rendere coordinare l'ingresso meno imbarazzante. Quindi, in questa pagina, sia longitudine e fuso orario sono definiti come positivo a ovest, invece dello standard internazionale del positivo ad est del meridiano. Manteniamo questa pagina a titolo di cortesia a quelle persone che, per qualsiasi motivo, preferiscono la vecchia calcolatrice. Per il resto di voi, vi invitiamo a cliccare invece qui per provare la versione aggiornata di NOAAs calcolatore solare Indicazioni: Selezionare una posizione dal menu a Città a tendina o selezionare Inserisci LatLong - dal menu a tendina, e inserire manualmente la latitudine, longitudine e informazioni sul fuso orario nelle caselle di testo appropriate. Per questo calcolatore, latitudine è positiva al nord, e la longitudine è positivo ad ovest del primo meridiano. Latitudine e longitudine possono essere in gradi degminsec, o decimali inseriti nel Deg: campo. (Se si immette gradi decimali nel campo gradi, si prega di cancellare i minuti e secondi campi, o saranno aggiunti.) Se si seleziona una città dal menu a tendina, i campi di zona di latitudine, longitudine e ora saranno compilati dai il programma. Se si vuole latitudine di ingresso, longitudine o il fuso orario manualmente, assicuratevi di selezionare Inserisci LatLong - dalla casella a discesa Città, oi vostri numeri saranno sovrascritti dalla posizione citys selezionata. È possibile immettere un diverso fuso orario per una posizione selezionando Enter LatLong - nella casella Città a tendina. In caso contrario, il fuso orario associato con citys selezionati locale Ora standard verrà inserito automaticamente. Selezionando Sì nel campo legale farà sì che il calcolo della posizione solare di assumere l'ora corrente è stata regolata avanti di un'ora rispetto all'ora solare. Se non si è sicuri del fuso orario per una posizione, fare riferimento alla nostra Zona Tabella oraria. Il programma recupera la data e l'ora correnti dal computer, e riempie in questi valori nei campi datetime. Per eseguire i calcoli per una data diversa, è sufficiente selezionare il mese nella casella a discesa, e inserire il giorno e l'anno di quattro cifre nelle caselle di immissione appropriate. Ora del giorno per il calcolo può essere modificata nello stesso modo. Premi il pulsante Calcola Solar Position. Una volta che i calcoli sono completi, è possibile utilizzare la funzione browser Stampa per ottenere una copia cartacea dei risultati. I risultati sono riportati nelle seguenti unità: Equazione del Tempo in minuti di tempo declinazione solare in gradi, con positivo al nord Azimuth in gradi in senso orario da prospetto nord in gradi fino dall'orizzonte coseno di Zenith angolo solare è senza unità. Si noti che per latitudini superiori 72deg nord o inferiore 72deg sud, precisione può essere inferiore dovuta in parte agli effetti di rifrazione atmosferica.
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