Rennslishraði í lögnum

Hvernig rennsli og innra þvermál ákvarða hraða vatns í lögn og hvaða áhrif rennslishraði hefur á þrýstifall og val á rörastærð.
NORVION ACADEMY · FRÓÐLEIKUR

Rennslishraði í lögnum

Hvernig rennsli og innra þvermál ákvarða hraða vatns í lögn og hvaða áhrif rennslishraði hefur á þrýstifall og val á rörastærð.

Rennslishraði er eitt af lykilgildunum við hönnun lagnakerfa. Sama rennsli getur haft mjög mismunandi hraða eftir innra þvermáli lagnarinnar.

v
GRUNNHUGTAKIÐ

Rennslishraði segir hversu hratt vatnið ferðast um lögnina

Rennslishraði er yfirleitt gefinn upp í metrum á sekúndu, m/s. Hann ræðst af rennslinu og raunverulegu innra flatarmáli lagnarinnar.

01
GRUNNATRIÐI

Samband rennslis og hraða

Rennsli segir hversu mikið rúmmál vatns fer um lögn á ákveðnum tíma. Rennslishraði segir hins vegar hversu hratt vatnið ferðast eftir lögninni.

Sambandið milli rennslis, flatarmáls og rennslishraða er:

Q = A × v

Ef rennslið er þekkt má því reikna hraðann:

v = Q / A
Q Rennsli m³/s
A Flatarmál m²
v Rennslishraði m/s
02
RÖRAMÁL

Það er innra þvermálið sem skiptir máli

Við útreikning á rennslishraða þarf að nota innra þvermál lagnarinnar. Ytra þvermál eða nafnstærð ein og sér segir ekki hversu stór vatnsrásin er.

Flatarmál hringlaga vatnsrásar er reiknað með:

A = π × D² / 4 D = innra þvermál
ID
DÆMI

110 × 10 mm rör

Ytra þvermál 110 mm
Veggþykkt 10 mm
Innra þvermál 90 mm
ID = 110 − (2 × 10) = 90 mm
Lítil breyting á innra þvermáli getur haft mikil áhrif.

Flatarmálið breytist með öðru veldi þvermálsins. Þess vegna getur tiltölulega lítil breyting á ID haft töluverð áhrif á rennslishraðann.

DÆMI · ID 90 MM

Hversu mikið rennsli fæst við 1,5 m/s?

Innra Ø 90 mm
Innra Ø 0,090 m
Hraði 1,5 m/s
Flatarmál A = π × 0,090² / 4 ≈ 0,00636 m²
Rennsli Q = 0,00636 × 1,5 ≈ 0,00954 m³/s
Rennsli ≈ 9,54 l/s ≈ 34,4 m³/h
03
SAMA RÖR · MISMUNANDI HRAÐI

Rennslið eykst línulega með hraðanum

Ef innra þvermálið helst óbreytt eykst rúmmálsrennslið í sama hlutfalli og rennslishraðinn.

Innra Ø Hraði Rennsli Rennsli
90 mm 1,0 m/s 6,36 l/s 22,9 m³/h
90 mm 1,5 m/s 9,54 l/s 34,4 m³/h
90 mm 2,0 m/s 12,72 l/s 45,8 m³/h
90 mm 2,5 m/s 15,90 l/s 57,3 m³/h
1,0 m/s
6,36 l/s
1,5 m/s
9,54 l/s
2,0 m/s
12,72 l/s
2,5 m/s
15,90 l/s
04
RÖRASTÆRÐ

Sama rennsli getur gefið mjög mismunandi hraða

Ef sama vatnsmagn er flutt um minni lögn þarf vatnið að ferðast hraðar. Stærra innra þvermál gefur aftur á móti stærra rennslisflatarmál og lægri hraða við sama rennsli.

70
INNRA Ø 70 mm
90
INNRA Ø 90 mm
110
INNRA Ø 110 mm
SAMA RENNSLI Minna ID → meiri hraði Stærra ID → minni hraði
05
ÞRÝSTIFALL

Hvað gerist þegar rennslishraðinn eykst?

Hærri rennslishraði getur gert kleift að flytja meira vatn um sömu rörastærð, en það kemur ekki án áhrifa á kerfið.

Δp

Þrýstifall eykst

Þegar hraði vatnsins eykst verður almennt meira þrýstifall vegna núnings í lögninni.

P

Dæluþörf getur aukist

Aukið þrýstifall getur kallað á meiri dæluþrýsting og þar með aukna orkunotkun.

Ø

Rörastærð skiptir máli

Stærri lögn getur lækkað hraða og þrýstifall við sama rennsli.

≋

Kerfið þarf að skoða í heild

Lengd, beygjur, lokar, tengingar og aðrir íhlutir hafa einnig áhrif á heildarviðnám.

HÖNNUNARFORSENDUR

Er til einn „réttur“ rennslishraði?

Ekki eitt gildi sem á við um öll lagnakerfi. Hentugur hönnunarhraði fer eftir kerfinu, lagnagerðinni og þeim rekstrarforsendum sem hönnunin byggir á.

01 Þrýstifall

Meta þarf hvort þrýstifall yfir alla lagnaleiðina sé ásættanlegt.

02 Lagnalengd

Langar lagnir geta gert þrýstifall sérstaklega mikilvægt.

03 Röraefni og mál

Raunverulegt ID og eiginleikar lagnarinnar hafa áhrif á útreikninginn.

04 Dælur og búnaður

Kerfið þarf að geta skilað nauðsynlegu rennsli við tilskilinn þrýsting.

05 Lokar og fittings

Staðbundið viðnám bætist við viðnám beinu lagnarinnar.

06 Rekstrarskilyrði

Hönnun þarf að taka mið af raunverulegu álagi og breytingum í rekstri.

MUNA

Ekki velja rörastærð út frá rennsli einu saman.

Rennsli og innra þvermál ákvarða rennslishraðann. Rennslishraðinn hefur síðan áhrif á þrýstifall og þar með á rekstur kerfisins. Þess vegna þarf að skoða Q, ID, v og Δp saman.

Athugið

Efnið er ætlað sem almenn tæknileg fræðsla og viðmið. Við hönnun raunverulegra lagnakerfa þarf að taka mið af verkefnissértækum forsendum, viðeigandi stöðlum, eiginleikum vökva, búnaði og rekstrarskilyrðum.