Przejdź do treści

Prędkość i forma przepływu w rurze

Jak szybko płynie płyn i czy przepływ jest turbulentny?

Odpowiedź: Prędkość w rurze to przepływ podzielony przez pole powierzchni przekroju wewnętrznego rury. Liczba Reynoldsa mówi, czy przepływ jest laminarny (spokojny, warstwowy) czy turbulentny (wirowy). To ma znaczenie dla transferu ciepła, utraty ciśnienia i zwłaszcza czyszczenia: płukanie CIP działa dobrze tylko przy przepływie turbulentnym i wystarczająco wysokiej prędkości.

Wzór

Areal A = π × d² ÷ 4 (d i meter)

Hastighed v = Q ÷ A (Q i m³/s = m³/time ÷ 3.600)

Re = ρ × v × d ÷ μ (μ i Pa·s = mPa·s ÷ 1.000)

Re poniżej 2300: laminarny. Re powyżej 4000: turbulentny.

Symbole i jednostki we wzorze
SymbolZnaczenieJednostka
flowStrumień objętościm³/time
d_indvWewnętrzną średnicę rurymm
densitetGęstość płynukg/m³
viskositetDynamisk viskositet (vand ved 20 °C ≈ 1,0)mPa·s
=Liczba Reynoldsa
=Prędkość w rurzem/s
=Powierzchnia przekroju poprzecznego rurymm²

Ważność i źródło

Źródło
Równanie ciągłości + liczba Reynoldsa (laminar poniżej 2300, turbulentny powyżej 4000)

Nie dotyczy, gdy

  • Użyj ŚREDNICY WEWNĘTRZNEJ (np. rurka masarnicza 51 × 1,5 mm ma średnicę wewnętrzną 48 mm). Lepkość gwałtownie spada wraz z temperaturą, więc użyj wartości przy temperaturze roboczej. Wymagania dotyczące prędkości przy CIP znajdują się w instrukcji czyszczenia firmy.

Przykład obliczeniowy

Wstawiono domyślne wartości kalkulatora. Liczby obliczono dokładnie tym wzorem, którego używa narzędzie.

Wstawiono

  • Strumień objętości10 m³/time
  • Wewnętrzną średnicę rury50 mm
  • Gęstość płynu1000 kg/m³
  • Dynamisk viskositet (vand ved 20 °C ≈ 1,0)1 mPa·s

Dawca

  • Liczba Reynoldsa70 736
  • Prędkość w rurze1,41 m/s
  • Powierzchnia przekroju poprzecznego rury1963 mm²

Sam kalkulator jest zablokowane

Utwórz bezpłatne konto, aby odblokować wszystkie artykuły, kalkulatory, szablony i asortyment — i uzyskać dostęp do quizów i klas. Zajmuje to poniżej minuty: imię, email i hasło. Żadna karta kredytowa.

Chcesz najpierw czegoś spróbować? Zobacz, czego możesz używać bez konta — strefa junior, leksykon, filmy i więcej.

Sådan bruger du den

Når du skal vurdere, om CIP-skylningen er effektiv, om en varmeveksler får god varmeoverføring, eller om tryktabet bliver stort, skal du kende hastigheden og strømningsformen i røret. Reynolds' tal siger, om strømningen er laminar eller turbulent.

Krok za krokiem

  1. Indtast volumenstrømmen fra flowmåleren.
  2. Indtast rørets indvendige diameter.
  3. Indtast væskens densitet og viskositet ved driftstemperaturen.
  4. Aflæs hastighed og Reynolds' tal.

Typowe błędy

  • At bruge rørets nominelle eller udvendige diameter.
  • At bruge viskositeten ved 20 °C, når væsken er varm.
  • At blande mPa·s og Pa·s.
  • At tro at turbulent strømning er nok til CIP. Hastigheden skal også være høj nok.

Przykłady z codzienności

Vand i et DN50-rør

Der pumpes 10 m³ vand i timen gennem et rør med 50 mm indvendig diameter ved 20 °C.

Strumień objętości
10 m³/time
Wewnętrzną średnicę rury
50 mm
Gęstość płynu
1000 kg/m³
Dynamisk viskositet (vand ved 20 °C ≈ 1,0)
1 mPa·s

To znaczy: Hastigheden er 1,41 m/s, og Reynolds' tal er 70 736. Strømningen er turbulent.

CIP-lud i et mejerirør

CIP-pumpen giver 8,1 m³ i timen gennem et 51 × 1,5 mm mejerirør (48 mm indvendigt). Luden er 50 °C med en viskositet på ca. 0,55 mPa·s. Instruksen kræver 1,5 m/s.

Strumień objętości
8,1 m³/time
Wewnętrzną średnicę rury
48 mm
Gęstość płynu
1000 kg/m³
Dynamisk viskositet (vand ved 20 °C ≈ 1,0)
0,55 mPa·s

To znaczy: Strømningen er turbulent (Re 108 515), men hastigheden er kun 1,24 m/s. Det er under kravet, så flowet skal op på ca. 10 m³ i timen.

Tyk sukkeropløsning

2 m³ sukkeropløsning med 65 % sukker pumpes i timen gennem et 40 mm rør. Ved 20 °C er densiteten ca. 1.320 kg/m³ og viskositeten ca. 150 mPa·s.

Strumień objętości
2 m³/time
Wewnętrzną średnicę rury
40 mm
Gęstość płynu
1320 kg/m³
Dynamisk viskositet (vand ved 20 °C ≈ 1,0)
150 mPa·s

To znaczy: Reynolds' tal er kun 156, så strømningen er laminar. Hastigheden er 0,44 m/s. Opvarmning sænker viskositeten og giver bedre varmeoverføring.

Reguła praktyczna

I et rør med 50 mm indvendig diameter giver 10 m³ i timen ca. 1,4 m/s.

Jak sprawdzić odpowiedź

Hastighed × areal (m²) × 3.600 skal give flowet i m³ i timen.