Menghitung Tekanan Jatuh dalam Penghubung Hidrolik: Panduan Praktis
Dalam webinar daya fluida terbaru, saat menyampaikan tentang Memilih & Mengukur Penghubung yang Tepat, saya ditanya pertanyaan oleh peserta yang saya tidak punya jawaban yang baik. Di bagian akhir webinar, saya telah membahas tekanan jatuh melalui penghubung. Memastikan Anda memberikan jalur sehat, tidak terhalang bagi fluida hidrolis untuk mengalir menghemat energi kritis untuk pekerjaan berguna, alih-alih hanya mendorong molekul. Penggunaan berlebihan tee, siku dan adapter menciptakan tekanan jatuh, jadi fitting seperti itu harus dihindari, jika memungkinkan.
Saya telah menjelaskan faktor-faktor untuk tekanan jatuh melalui fitting; diameter, debit, radius lengkungan, permukaan dan Reynolds Number. Tentu, sebagian besar dari Anda tahu ada hubungan langsung antara diameter saluran, debit dan tekanan jatuh. Semakin tinggi debit atau semakin kecil fitting, semakin tinggi tekanan jatuh. Harap diperhatikan bahwa tekanan jatuh meningkat secara eksponensial seiring menurunnya diameter … itulah seberapa besar ukuran fitting mempengaruhi kehilangan energi.
Kurang dipertimbangkan, radius lengkungan adalah seberapa erat fluida dipaksa untuk mengubah arah dalam tabung, selang atau fitting. Dalam gambar, dua siku 90 derajat dibandingkan. Salah satu fitting internasinya mengubah radiusnya dengan lancar dengan sedikit drama, memastikan aliran lebih dekat dengan laminar, yang mencegah tekanan balik berlebihan. Siku fitting yang dipajuki dan dimesin mematikan mengubah jalur fluida dengan lebih parah, yang menciptakan tekanan balik saat minyak kehilangan energi mengubah arah.
Bayangkan, jika Anda akan, tobogan air ekstrim di taman bermain lokal Anda … Anda tahu, yang dengan pintu tangkap dan jatuhan lima puluh kaki? Pintu tobogan terbuka dan menjatuhkan Anda lurus ke bawah untuk sepuluh kaki sebelum pantat Anda menyentuh tobogan untuk mulai mengubah arah Anda dari vertikal ke horizontal, dan dengan kemudahan dan kecepatan yang menakjubkan, jatuhan Anda dikelola dengan aman. Sekarang bayangkan pintu tangkap terbuka, dan Anda jatuh dua puluh kaki dan mendarat dengan desakan. Di depan Anda adalah terang gelap. Namun, Anda telah kehilangan semua momentum maju, dan tidak sampai lebih banyak tubuh dijatuhkan untuk mendorong Anda melalui terowongan, energi Anda hilang.
Contoh saya ekstrim, namun penting juga. Butuh energi untuk membelok sudut 90°, dan konsep ini tidak hilang dalam daya fluida. Kombinasi radius lengkungan dan kehalusan dinding saluran berkontribusi pada Reynolds Number, yang hanyalah deskripsi dimensiless yang bergantung pada hal lain seperti viskositas. Reynolds Number didefinisikan menggunakan hal berikut, yang saya tidak harapkan Anda hitung atau hafal, tapi lihat faktor-faktornya:
di mana
DH adalah diameter hidrolis pipa (diameter dalam jika pipa bulat) (m),
Q adalah debit volume (m3/s),
A adalah area penampang pipa (m2),
u adalah kecepatan rata-rata fluida (m/s),
μ (mu) adalah viskositas dinamis fluida
ν (nu) adalah viskositas kinematik
ρ adalah densitas fluida (kg/m3)
Saya hanya menunjukkan persamaan ini untuk menunjukkan rumitnya penggunaan sehari-hari dalam memahami tekanan jatuh melalui fitting yang Anda pilih untuk sistem hidrolik Anda. Harus ada cara yang lebih baik, dan itulah tempat peserta yang saya bicarakan tadi masuk ke gambar. Mereka telah bertanya kepada saya apakah produsen menerbitkan tekanan jatuh untuk fitting yang mereka jual — dan saya tidak bisa menjawab pertanyaan itu. Saya tentu belum pernah melihat angka tekanan jatuh seperti itu diterbitkan dalam katalog mana pun, tapi saya katakan saya akan meneliti.
Setelah riset yang luas, saya menemukan … tidak ada. Nah, hampir tidak ada kalau tidak ada Gates. Gates memiliki kalkulator di situs web mereka (ditemukan di sini) yang memungkinkan Anda menentukan parameter termasuk debit, diameter dan panjang selang, properti fluida dan kemudian jumlah fitting dan adapter. Ini memungkinkan Anda memilih antara siku, adaptor dan tee, atau bahkan coupling lurus. Dalam dua tes, saya memilih selang ½ in., 12 gpm dan properti fluida hidrolis standar. Satu tes tidak memiliki fitting dan yang lainnya sekitar selang tee dan siku. Hasil tes kedua menghasilkan penambahan 200 psi tekanan jatuh melalui sistem saya.
Jadi sambil tidak menjadi daftar tekanan jatuh per fitting yang akan membuatnya mudah dan jelas untuk memilih, ini adalah alat yang bagus untuk membandingkan sistem saat ini Anda dan melihat di mana Anda dapat meningkatkan efisiensi. Bahkan dengan bermain-main dengan kalkulator, Anda dapat mengukur seberapa dramatis fitting, siku dan tee mengurangi energi melalui tekanan balik. Ada paket perangkat lunak pemodelan dinamika fluida yang tersedia, terutama untuk program CAD yang ada, tapi ini mahal untuk dibeli dan dilisensikan. Jika Anda ingin cara sederhana dan dapat diulang untuk memperkirakan tekanan jatuh melalui fitting, Gates Fluid Flow Pressure Calculator luar biasa.
