Josi
Well-known member
Enkele topics op dit forum hadden mij reeds duidelijk gemaakt dat er veel misverstanden bestaan met betrekking tot pompen en debieten. Zonet gingen mijn haren overeind staan en ik kon dan ook niet anders dan reageren.
Ik heb ca. 7j professionele ervaring in het berekenen van drukken, debieten en ontwerpen van procesleidingen (inox). Men zou dus kunnen stellen dat ik weet waarover ik het heb. Helaas is dat geen garantie dat ik het ook goed kan uitleggen of dat iets niet verkeerd kan begrepen worden.
Ik wil zeker ook even meegeven dat ik maar sporadisch topics lees en dus niemand zich geviseerd of uitgesloten moet voelen .
In het kort:
- Debiet ontstaat als gevolg van een drukverschil.
- De eenvoudigste oorzaak van een drukverschil (zowel positief als negatief) is een hoogteverschil.
- Voor veel toepassingen geeft men druk / drukverschil / drukval op in mm H20 waarbij 10mm H20 overeenkomt met 1 mbar.
- De oorzaak van drukval is de wrijving van bewegend water met zichzelf en de oppervlakken rondom (binnenkant van de leidingen).
M.a.w. drukval is NIET rechtstreeks afhankelijk van de hoeveelheid water, maar van de snelheid van dat water.
Des te sneller het water stroomt, des te meer wrijving en drukval.
- Richtingsveranderingen (bochten) en vernauwingen zorgen voor veel wrijving en geven dus veel weerstand
(1 korte haakse bocht van 90° kan men vergelijken met 2 m leiding).
- Hoe groter de leiding, hoe minder rol de wrijving met de leiding een rol speelt en hoe meer de interne wrijving van het water.
- Een (centrifugaal)pomp levert geen debiet of druk maar een drukverschil. Voor de eenvoud (?) spreekt men toch altijd van druk i.p.v. drukverschil.
- Het debiet dat ontstaat is dit waarbij de som van de drukval over componenten (leidingen, kranen, filter, ...) gelijk is aan het drukverschil dat ontstaat als gevolg van hoogteverschillen en pompen.
- De geleverde pompdruk (het drukverschil dus) is niet constant en neemt af naarmate het debiet toeneemt. Het verband wordt gegeven door de pompkarakteristiek en heb je niet in de hand.
Deze pompcurve (grijs) maakt duidelijk dat het maximale drukverschil over een pomp ontstaat wanneer er geen stroming is (bvb. gesloten kraan) en dit is een waarde die door de constructeur opgegeven wordt. Het door de constructeur opgegeven maximale debiet zal, theoretisch, ontstaan wanneer er geen drukverschil over de pomp is. In praktijk is er altijd wel wat interne weerstand en dus drukverschil en zal de constructeur een waarde opgeven die hoort bij een alleenstaande pomp (geen vulling in de filter en geen leidingen aan in- en uitlaat).
(P.S. Industriële pompen zijn vaak niet geschikt om alleenstaand, in vrijloop, te functioneren omdat dit kan leiden tot mechanische beschadigingen. Daarom geven constructeurs ook geen pompkarakteristieken of curve die volledig doorloopt tot een minimaal drukverschil.)
Het mag dus duidelijk zijn dat het debiet en het drukverschil in een toepassing geen van de waarden zal zijn die de constructeur opgegeven heeft.
Voor wie nog steeds mee is nog meer wil weten :
- Het werkingspunt is waar de pompcurve en de curve van de drukval over het systeem (drukval i.f.v. debiet) mekaar snijden. De curve van de drukval verandert wanneer de weerstand van het systeem wijzigt.
Hierbij dient men een te overwinnen hoogteverschil nog op te tellen bij de drukval over het systeem (in het eerste voorbeeld is het hoogteverschil = 0)
- De weerstand van elke component is (bijna) een vaste waarde die niet veranderd met het debiet maar enkel wanneer er iets fysisch veranderd (bvb. stand van een kraan, weerstand van de filter door vervuiling, diameter van de leiding door een obstructie, hoogteverschil door het stijgen of dalen van het waterniveau, splitsen van een leiding in twee delen, bijplaatsen van een bocht of T-stuk, ...).
- De weerstand k van een component is echter niet of zeer moeilijk te berekenen en wordt uit tabellen gehaald.
Wie wat berekeningen wil uitvoeren kan terecht op http://www.pressure-drop.com/Online-Calculator/
Hiermee kan je drukval over een stuk berekenen en daaruit zijn k-factor bepalen (zie verder). De weerstand van je ganse systeem bepaal je door de som te maken.
ONTWERP BASISREGEL (zeer algemeen)
Meer dan 2 m/s is te vermijden tenzij over zeer korte stukken, bij snelheden lager dan 0,5m/s zet zich vuil makkelijker af in de leiding.
Formules en eenheden:
dp = p2 - p1 dp = drukverschil / drukval
p = druk op een specifiek punt
normale luchtdruk = 1 atm = 101325 Pa = 1,033 kg/cm² = 1,013 bar = 1013 mbar
(afgerond : 1 bar = 10 m H2O of 1 mbar = 10 mm H2O)
Q = V / t Q = debiet
V = volume
t = tijd
1 m³/h = 1000 liter/uur = 16,67 liter/min = 0,2778 liter/s
Q = A . v A = oppervlak doorsnede leiding
v = snelheid in de leiding
voor een ronde leiding:
v = Q / A = Q / ( pi . d² / 4 ) d = diameter binnenzijde ! van de leiding
pi = 3,14
! Indien je de diameter opgeeft in meter (niet in mm) en het debiet in liter/h, moet je het resultaat nog delen door 3,6 om de snelheid in m/s te bekomen.
! De binnendiameter van een leiding is niet altijd de naam die men aan een leiding geeft.
Q = k . wortel( dp ) k = totale weerstand
of = som van de weerstand van leidingen, bochten, componenten, filter, ...
dp = ( Q / k )²
Om het werkingspunt te berekenen houdt dit in dat je voor een bepaald debiet de drukval (incl. hoogteverschil) over het systeem berekend om vervolgens op de pompcurve te kijken welk debiet de pomp zal leveren bij dit drukverschil. Dit debiet gebruik je dan weer om de drukval over het systeem te berekenen.
De berekeningen dienen te worden herhaald (iteratie) tot je op de pompcurve hetzelfde debiet bekomt als dit waarvoor je het drukverschil had berekend.
Hieronder ook nog een schets om het begrip hoogteverschil te verduidelijken.
Ik heb ca. 7j professionele ervaring in het berekenen van drukken, debieten en ontwerpen van procesleidingen (inox). Men zou dus kunnen stellen dat ik weet waarover ik het heb. Helaas is dat geen garantie dat ik het ook goed kan uitleggen of dat iets niet verkeerd kan begrepen worden.
Ik wil zeker ook even meegeven dat ik maar sporadisch topics lees en dus niemand zich geviseerd of uitgesloten moet voelen .
In het kort:
- Debiet ontstaat als gevolg van een drukverschil.
- De eenvoudigste oorzaak van een drukverschil (zowel positief als negatief) is een hoogteverschil.
- Voor veel toepassingen geeft men druk / drukverschil / drukval op in mm H20 waarbij 10mm H20 overeenkomt met 1 mbar.
- De oorzaak van drukval is de wrijving van bewegend water met zichzelf en de oppervlakken rondom (binnenkant van de leidingen).
M.a.w. drukval is NIET rechtstreeks afhankelijk van de hoeveelheid water, maar van de snelheid van dat water.
Des te sneller het water stroomt, des te meer wrijving en drukval.
- Richtingsveranderingen (bochten) en vernauwingen zorgen voor veel wrijving en geven dus veel weerstand
(1 korte haakse bocht van 90° kan men vergelijken met 2 m leiding).
- Hoe groter de leiding, hoe minder rol de wrijving met de leiding een rol speelt en hoe meer de interne wrijving van het water.
- Een (centrifugaal)pomp levert geen debiet of druk maar een drukverschil. Voor de eenvoud (?) spreekt men toch altijd van druk i.p.v. drukverschil.
- Het debiet dat ontstaat is dit waarbij de som van de drukval over componenten (leidingen, kranen, filter, ...) gelijk is aan het drukverschil dat ontstaat als gevolg van hoogteverschillen en pompen.
- De geleverde pompdruk (het drukverschil dus) is niet constant en neemt af naarmate het debiet toeneemt. Het verband wordt gegeven door de pompkarakteristiek en heb je niet in de hand.
Deze pompcurve (grijs) maakt duidelijk dat het maximale drukverschil over een pomp ontstaat wanneer er geen stroming is (bvb. gesloten kraan) en dit is een waarde die door de constructeur opgegeven wordt. Het door de constructeur opgegeven maximale debiet zal, theoretisch, ontstaan wanneer er geen drukverschil over de pomp is. In praktijk is er altijd wel wat interne weerstand en dus drukverschil en zal de constructeur een waarde opgeven die hoort bij een alleenstaande pomp (geen vulling in de filter en geen leidingen aan in- en uitlaat).
(P.S. Industriële pompen zijn vaak niet geschikt om alleenstaand, in vrijloop, te functioneren omdat dit kan leiden tot mechanische beschadigingen. Daarom geven constructeurs ook geen pompkarakteristieken of curve die volledig doorloopt tot een minimaal drukverschil.)
Het mag dus duidelijk zijn dat het debiet en het drukverschil in een toepassing geen van de waarden zal zijn die de constructeur opgegeven heeft.
Voor wie nog steeds mee is nog meer wil weten :
- Het werkingspunt is waar de pompcurve en de curve van de drukval over het systeem (drukval i.f.v. debiet) mekaar snijden. De curve van de drukval verandert wanneer de weerstand van het systeem wijzigt.
Hierbij dient men een te overwinnen hoogteverschil nog op te tellen bij de drukval over het systeem (in het eerste voorbeeld is het hoogteverschil = 0)
- De weerstand van elke component is (bijna) een vaste waarde die niet veranderd met het debiet maar enkel wanneer er iets fysisch veranderd (bvb. stand van een kraan, weerstand van de filter door vervuiling, diameter van de leiding door een obstructie, hoogteverschil door het stijgen of dalen van het waterniveau, splitsen van een leiding in twee delen, bijplaatsen van een bocht of T-stuk, ...).
- De weerstand k van een component is echter niet of zeer moeilijk te berekenen en wordt uit tabellen gehaald.
Wie wat berekeningen wil uitvoeren kan terecht op http://www.pressure-drop.com/Online-Calculator/
Hiermee kan je drukval over een stuk berekenen en daaruit zijn k-factor bepalen (zie verder). De weerstand van je ganse systeem bepaal je door de som te maken.
ONTWERP BASISREGEL (zeer algemeen)
Meer dan 2 m/s is te vermijden tenzij over zeer korte stukken, bij snelheden lager dan 0,5m/s zet zich vuil makkelijker af in de leiding.
Formules en eenheden:
dp = p2 - p1 dp = drukverschil / drukval
p = druk op een specifiek punt
normale luchtdruk = 1 atm = 101325 Pa = 1,033 kg/cm² = 1,013 bar = 1013 mbar
(afgerond : 1 bar = 10 m H2O of 1 mbar = 10 mm H2O)
Q = V / t Q = debiet
V = volume
t = tijd
1 m³/h = 1000 liter/uur = 16,67 liter/min = 0,2778 liter/s
Q = A . v A = oppervlak doorsnede leiding
v = snelheid in de leiding
voor een ronde leiding:
v = Q / A = Q / ( pi . d² / 4 ) d = diameter binnenzijde ! van de leiding
pi = 3,14
! Indien je de diameter opgeeft in meter (niet in mm) en het debiet in liter/h, moet je het resultaat nog delen door 3,6 om de snelheid in m/s te bekomen.
! De binnendiameter van een leiding is niet altijd de naam die men aan een leiding geeft.
Q = k . wortel( dp ) k = totale weerstand
of = som van de weerstand van leidingen, bochten, componenten, filter, ...
dp = ( Q / k )²
Om het werkingspunt te berekenen houdt dit in dat je voor een bepaald debiet de drukval (incl. hoogteverschil) over het systeem berekend om vervolgens op de pompcurve te kijken welk debiet de pomp zal leveren bij dit drukverschil. Dit debiet gebruik je dan weer om de drukval over het systeem te berekenen.
De berekeningen dienen te worden herhaald (iteratie) tot je op de pompcurve hetzelfde debiet bekomt als dit waarvoor je het drukverschil had berekend.
Hieronder ook nog een schets om het begrip hoogteverschil te verduidelijken.