Beregning av trykk Kjetil Storli Aquatools AS
Beregning av trykk For å få maksimal effekt ut av en pumpe og motor er det viktig å kunne gjøre visse beregninger m.h.t. trykk og vannmengde. Det er derfor viktig å kunne beregne følgende: 1. trykktap i slanger 2. innsatsdiameter og arbeidstrykk 3. reaksjonskrefter av valgt innsats, vannmengde og trykk. Det er viktig å huske at vanngjennomstrømingen i en slange kan bestemmes ved å endre trykk og vannmengde og dyseinnsats. Med gitt trykk og dyseinnsats kan vi beregne vannmengden. PS! (viktig for sikkerheten er også å kunne bestemme reaksjonskraften).
ykktap i slangen. ennom friksjon mellom vannstrømmen og veggen på slangen vil energi gå tapt. Energitapet merkes i form et redusert trykk. Dess mindre innerdiameter slangen har, dess mindre areal har vannet å strømme ennom og dess større blir trykktapet. t er fremfor alt slanger med liten diameter og stor vannmengde som vil ha det største problemet. 1/8 nge har innerdiameter på 4 mm. Om vi har vannmengde 20 l/min og 10 meter slange, vil trykktapet være 2 bar. Samme slangelengde og vannmengde i en 3/8 (10mm) vil trykktapet være på 1 bar. ye av den energi som pumpen leverer til slangen kommer ikke til nytte, ettersom den går tapt i slangen. De derfor viktig å ikke bruke slanger med for små diametere. nk på at trykket ikke skal brukes før det er fremme ved dysen. ykktap forekommer kun når vann er i bevegelse. tillestående vann forekommer det ikke trykktap uansett hvor høyt trykket måtte være.
Vann- mengde Trykktap i bar pr. 10 meter slangelengde l/min NW NW NW NW NW 10 NW 13 NW 16 NW 19 1. Et rør skal rengjøres med ¼ slange som er 4 5 6 8 15 meter lang. Dysen bruker 40 l/min. 1/8" 3/16" 1/4" 5/16" 3/8" 1/2" 5/8" 3/4" Hvor stort er trykktapet? 1000 - - - - - 815 278 114 800 - - - - - 522 178 79 600 - - - - 1143 293 107 44 500 - - - - 794 203 74 30 400 - - - - 508 140 47 21 300 - - - 909 285 78 28 11 250 - - - 631 212 54 20 8 200 - - - 404 136 37 13 5 150 - - 1013 242 76 21 7 3 100 - - 479 107 36 9 3 1,7 90-940 388 93 31 8 3 14 1,4 80-743 306 73 24 6 2 1 70-604 234 56 18 5 1,4 * 60-444 172 43 14 4 12 1,2 * 50 982 308 127 30 10 2 1 * 2. En pumpe gir 550 bar. For å klare den aktuelle jobben trenger vi minst 400 bar og 30 l/min. Hva er den største lengden på en ¼ slange som kan brukes i dette tilfellet? 3. En pumpe gir 550 bar og vi må ha minst 300 bar fremme ved dysen. Vi bruker 15 meter 1/8 slange. Hva er den maksimale vannmengden vi kan få gjennom slangen. 4. En pistol skal brukes høyest oppe i et 30 meter høyt tårn. Totalt brukes 3 stk. 3/8 slang 20 meter lange. Pumpen gir 100 l/min 800 bar Hva er trykket foran ved dysen? 40 628 208 81 20 6 1,5 * * 30 353 117 48 12 4 1 * * 20 172 55 22 5 1 * * * 10 46 15 6 1 * * * *
Valg av dyseinnsatser. I dyseinnsatsen forvandles vannets trykk til hastighet. Som de fleste sikkert vet finnes det en mengde forskjellige dyseinnsatser og størrelser å velge mellom. For å kunne gjøre en bra jobb må du kunne velge riktig dyseinnsats eller dyseåpninger. Dyseinnsatsen har en bestemt diameter. Størrelsen bruker å være gravert på dysen eller innsatsen. Vannet som passerer gjennom dysen/innsatsen bestemmes helt og holdent av trykket og diameteren på dysen/innsatsen. Eksempel: En pistol rundstråledyse med 2.2 mm. kobles til et system der pumpen gir 150 bar. Hvilken vannmengde vil kunne passere gjennom innsatsen? Svar: 1. Gå i tabell B (rundstråleinnsatser) størrelse 2.2 mm. 2. Gå i kolonnen til venstre, finn trykket 150 bar. 3. Ved skjæringspunktet 2.2 mm. og 150 bar finner vi vannforbruket.(37.6 l/min). Oppgaver. 1. En rundstråleinnsats har dia. 2.4 mm. Arbeidstrykket skal være 400 bar. Finn vannforbruk l/min.? 2. Du vil jobbe med 41 l/min. og 400 bar. Hvilken størrelse på rundstråleinnsatsen velger du? 3. Du jobber med 150 bar 320 l/min og ½ slange 60 meter. Du vil jobbe med pistol, hvilken størrelse vil du bruke på flatstråleinnsatsen.? 4. Du jobber med 200 bar og 60 l/min, og vil bruke pistolen med flatstråledyse. Hvilken størrelse bruker du?
Tabell A Flatstråle dyseinnsatser Trykk Innsats diameter (mm) Bar 0.8 1.0 1.2 1.5 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0. 3.2 1000 8.9 14.0 20.1 31.4 45.3 55.9 67.7 80.5 94.5 109.6 125.9 143.2 800 8.0 12.5 18.0 28.1 40.5 50.0 60.5 72.0 84.5 98.0 112.6 128.0 600 6.9 10.8 15.6 24.4 35.0 43.3 52.4 62.4 73.2 84.9 97.5 110.9 500 6.3 9.9 14.2 22.7 32.0 39.6 47.8 57.0 66.8 77.5 89.0 101.3 400 5.7 8.8 12.7 19.9 28.7 35.0 42.8 50.9 59.8 69.3 79.6 90.6 300 4.9 7.7 11.0 17.2 24.8 30.6 37.0 44.1 51.8 60.0 68.9 78.4 200 40 4.0 62 6.2 90 9.0 14.0 20.3 25.0 30.33 36.0 42.3 49.0 56.3 64.0 150 3.5 5.4 7.8 12.2 13.7 21.7 26.2 31.2 36.6 37.2 48.7 55.5 100 2.8 4.4 6.4 9.9 14.3 17.7 21.4 25.5 29.9 34.7 39.8 45.3 Vannmengde (l/min) Tabell B Trykk Rundstråle dyseinnsatser Innsats diameter (mm) Bar 0.8 1.0 1.2 1.5 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0. 3.2 1000 12.8 20.0 28.9 51.3 64.9 80.2 97.0 115.5 135.5 157.2 180.4 205.3 800 11.5 17.9 25.8 45.9 58.1 71.7 86.8 103.3 121.2 140.6 161.4 183.6 600 9.9 15.5 22.4 39.8 50.3 62.1 75.2 89.5 105.0 121.8 139.8 159.0 500 9.1 14.2 20.4 36.3 45.9 56.7 68.6 81.7 95.8 114.1 127.6 145.2 400 8.1 12.7 18.3 32.5 41.0 50.7 61.4 75.1 85.7 99.4 114.1 129.8 300 7.0 10.9 15.8 28.1 35.6 43.9 53.1 63.3 74.2 86.1 98.8 112.4 200 5.7 8.9 12.9 22.9 29.1 35.9 43.4 51.6 60.6 70.3 80.7 91.8 150 4.9 7.8 11.2 17.5 25.1 31.0 37.6 44.7 52.5 60.9 69.9 79.5 100 4.1 6.3 9.1 16.2 20.5 25.4 30.7 36.5 42.9 49.7 57.1 64.9
aksjonskraft nstrålen fra dysen/innsatsen forårsaker en reaksjonskraft som er rettet i motsatt retningmot dysen/innsatsens retning. Dette vet alle som har bet med pistol og vann under trykk. Reaksjonskraften er avhengig av trykket og vannmengden. Hvis effekten er altfor stor kan det bli meget skelig eller umulig for en person å holde pistolen. rfor finnes det mange land i EU som begrenser den maks. tillatte reaksjonskraften i en pistol eller håndlanse. Disse bestemmelsene anbefales å brukt hos oss. gelen er: Maksimal tillatt reaksjonskraft får ikke overstige 250N eller 25 kg. i pistol eller håndlanse Maksimal tillatt reaksjonskraft i en lanse eller pistol som er skulderstøttet får ikke overstige 150N eller 15 kg. på steder der operatøren ikke kan jobbe med god balanse.
S! Viktig, reaksjonskreftene må ikke overstiges. Operatøren selv må kunne beregne reaksjonskreftene. Beregningene gjøres ved å bruke eidstrykk og vannmengde, for så å lese av reaksjonskreftene i en tabell. regning av reaksjonskrefter. aksjonskraften bestemmes av trykket og vannmengde. Hvordan dette skjer har vi allerede vært igjennom ved valg av dyse/innsats. t eneste som gjenstår er å kontrollere i en tabell at den tilatte reaksjonskraften ikke overskrides. Alternativt 15 kg mot 25 kg Flatstråle innsatser Rundstråle innsatser Reaksjons- Reaksjons- Innsats Reaksjons- Reaksjons- Innsats kraft 15 kg kraft 25 kg Diameter kraft 15 kg kraft 25 kg Diameter 2344 3775 0.8 1596 2662 0.8 1500 2416 1.0 1020 1704 1.0 1042 1677 12 1.2 709 1183 12 1.2 667 1073 1.5 453 757 1.5 463 745 1.8 314 525 1.8 375 604 2.0 255 426 2.0 310 499 2.2 211 352 2.2 260 419 2.4 177 295 2.4 214 357 2.6 150 249 2.6 191 308 28 2.8 130 217 28 2.8 167 268 3.0 113 189 3.0 147 235 3.2 100 166 3.2 Maks. arbeidstrykk bar Maks. arbeidstrykk bar De ovenstående verdier er avrundet. Husk, ved beregning å ta hensyn til trykktap i slanger etc. Ovenstående tabell gir med gitte størrelser på dyseinnsatser det maksimale arbeidstrykket som skal brukes for at ikke reaksjonskraften
Oppgaver: For å finne ut antall hk en motor må ha for å drive ovennevnte pumper x vi med 1.36. 1. I et aggregat med bruk av pistol med 2.8 mm. rundstråleinnsats, 400 bar. Kan vi bruke gjeldene innsats? 2. En pumpe gir 60 l/min, 300 bar. Finn ut hvilken størrelse vi kan bruke på dyseinnsatsen med flatstråle innsats for pistol. 3. En pumpe gir 125 l/min, 400 bar. Hva er den største tillatte rundstråle innsats ved maks. trykk.? 4. En pumpe gir 320 l/min, 150 bar. Slangen er 1 og 120 meter lang. Hvilken størrelse vil det være på innsatsene i en dyse med 6 hull.? Sammenheng mellom effekt, vannmengde og trykk. Effekten i et høytrykksutstyr ved dysen er proporsjonal med trykket X vannmengde. Vi bruker følgende formel, ved å beregne 90 % utnyttelse av pumpen. (Std). Pumpeeffekt ktkwkw = trykk kk(b (bar) x vannmengde (l/min) )/608*136(hk) 1,36 1. Hva blir pumpeeffekten på 150 bar 320 l/min. 2. Hva blir pumpeeffekten på 400 bar 74 l/min. 3. Hva blir pumpeeffekten på 170 bar 60 l/min. 4. Hva blir pumpeeffekten på 1000 bar 84 l/min. 5. Hva blir pumpeeffekten på 170 bar 400 l/min.