Eseménynaptár Toplista
Bejelentkezés:
emlékezz:  
[ Tudnivalók | Regisztráció ]
Nyitóoldal
Eseménynaptár
Épületgépészeti Tagozat
Cikkarchívum
Hírarchívum
Jogszabályok véleményezése
Szabványok
Szakmai szervezetek
Hírlevél + archívum
Kapcsolat, impresszum
Médiaajánlat
RSS Hírcsatornáink
Épületenergetikai Szakosztály

2015. január 29.:
MMK ÉgT Tisztújítás
A Tagozat elnökségének és egyéb tisztségviselőinek mandátuma lejár. A tisztújítás 10 órakor kezdődik az MMK Angyal utcai székházázában.
2015. február 18. és
2015. február 20. között:
Tető-Falak-Homlokzatok
Épületnergetikával bővített szakkiállítás és konferencia a Syma Rendezvényközpontban. Továbbképzési program: Alépítményi szigetelések korszerű megoldásai; Alkalmazástechnikai ajánlások a 20-20-20 célkitűzéseihez; Magyar Passzívház Konferencia; Energiahatékony Épület-felújítás konferencia; XI. Rockwool Építészeti és Tűzvédelmi konferencia és továbbképzés.
TFH
2015. február 26. és
2015. február 27. között:
Pollack Expo
A hagyományos, kétnapos konferencia és kiállítás.
Pollack Expo
2015. április 15. és
2015. április 19. között:
Hungarotherm
A 8. Nemzetközi fűtés-, szellőzés-, klíma- és szanitertechnikai szakkiállítás.
Hungarotherm
Összes esemény
Érdekességek a csövek, idomok áramlási ellenállása terén
Frissítve: 2010. február 23.
Szerző: Baumann Mihály adjunktus, PTE PMMK Épületgépészeti Tanszék
Ez a dokumentum eddig 51 látogatónak tetszett  
A szakmában jelenleg nagyon sok különböző anyagú, méretű csőrendszer van jelen. Ezeknek a csöveknek a kötése változatos módon történhet, ezért idomok garmadája szerepel a kínálatban. Azt gondolnánk, hogy az áramlási ellenállás szempontjából ez a terület nem tartalmaz furcsaságokat, érdekességeket, azt lehet mondani „egyik cső olyan, mint a másik”. A cikkben azt kívánom bemutatni, melyek azok a dolgok, amelyekre érdemes odafigyelni.

Hőmérséklet befolyása az áramlási ellenállásra

Gyakran bosszankodom, amikor egy-egy gyártónál az egyes csőméretekhez tartozó súrlódási ellenállást diagramok vagy táblázatok formájában adják meg, de semmilyen információ nincs azzal kapcsolatosan megadva, hogy az milyen vízhőmérséklet mellett készült.

Mivel a víz kinematikai viszkozitása eléggé markánsan változik a hőmérséklet függvényében, ezért ez jelentős, akár 40 %-os eltérést is jelenthet. A mellékelt táblázatban számított értékek szerepelnek, jól látható ez az eltérés. A számított értékeket a műanyag csövekre megadott diagrammal lehet összevetni.

1. táblázat: 15 és 80 °C hőmérsékletű közeggel üzemelő csőszakasz áramlási ellenállása

A hatás erőteljesebben jelentkezik a kisebb csőátmérőknél, de 20-25 % eltérés a nagyobb méreteknél is jellemző.

Speciális közegek használata

Időnként előfordul, hogy fagyvédelem miatt például fagyálló keverékkel üzemelő rendszert kell építenünk. Ezzel kapcsolatosan óvatos mindenki, mert tudja, hogy ennek a rendszernek az ellenállása nagyobb, mint tiszta víz esetén lenne.

Az egyszerűsítés érdekében gyakran szorzószámokat tartalmazó táblázatokat használnak, amelyek a koncentráció függvényében az ellenállás növekedés mértékét adják meg. Ilyenre lehet példát találni Recknagel [1] 5.3.4 fejezetében, ahol etilénglikol keverékek viszkozitását a töménység és hőmérséklet függvényében az 1. ábra mutatja be.

1. ábra Fagyálló keverékek kinematikai viszkozitása

A rendszer ellenállás növekedésének változását leíró összefüggés:

ahol: HA a fagyállóval feltöltött rendszer áramlási ellenállása [Pa]
Hw a vízzel üzemelő rendszer áramlási ellenállása [Pa]
ν a fagyálló kinematikai viszkozitása [m2/s]
νw a víz kinematikai viszkozitása [m2/s]

Az említett könyvben sem világos, hogy milyen feltételek mellett kell az ellenállás változását értelmezni. Ugyanolyan tömegáram, ugyanakkora teljesítmény, vagy azonos áramlási sebesség mellett. Mivel a viszkozitás mellett más közegjellemzők, így a sűrűség és a fajhő is jelentősen változik, ezért ez egy fontos kérdés lehet.

A WinWatt programban fel vannak dolgozva a monoetilénglikol és propilénglikol keverékek mint alkalmazható közegek. A program a hőmérséklet függvényében számítja a közeg fizikai jellemzőit. A viszkozitást összevetettem a diagrammal, az eredmények jól illeszkednek.

Kísérletképpen egy egyszerű csőszakasz áramlási ellenállásának változását megpróbáltam a programmal különböző feltételek mellett ellenőrizni. A közeg jellemzőinek változását mutatja be a 2. táblázat 2,5 °C hőmérsékleten, a számítás eredményeit a 3. táblázat tartalmazza.

2. táblázat: Víz és 60 %-os monoetilénglikol keverék fizikai jellemzői 2,5 °C hőmérsékleten

3. táblázat: Vízzel és 60 %-os monoetilénglikol keverékkel üzemelő csövek ellenállása

A fajlagos súrlódási ellenállást összehasonlítva látható, az eredmény nagyon függ attól, hogy milyen méretű csőről van szó. A kisebb átmérőnél nagyságrenddel nagyobb változások jelentkeznek. A változás oka elsősorban az, hogy az áramlás jellege erősen változik. A 20x2 mm méretű csőnél víz esetén a lamináris és átmeneti tartomány határán van az áramlás, míg a fagyállóval a stabil lamináris áramlás a jellemzi. Hasonló a helyzet az 54x1,5 mm méretnél is még. A könyvben szereplő összefüggés csak a nagyobb átmérők esetén kezd jellemzővé válni.
Az eredményekből az is világos, hogy nem mindegy, minek az állandósága mellett vizsgáljuk a változást. A könyvben szereplő esetben valószínűleg azonos teljesítmény melletti mérés eredményeit publikálták.

Érdesség hatása az áramlási ellenállásra

Gyakran találkozni azzal a kijelentéssel, hogy egy műanyagcső áramlási ellenállása azért kisebb, mert simább a cső fala. Vajon milyen mértékben jelentkezik ez a hatás?

Az egyes csőanyagok érdesség értékei a Recknagel [1] könyv alapján:

4. táblázat Különféle csövek ε érdessége

2. ábra 20 mm belső átmérőjű cső ellenállása 80 °C víz esetén, különböző csőérdesség mellett

A diagramon jól látható, hogy a réz (ε=0,0015) és műanyag (ε=0,007) csövek közt nincs jelentős különbség. Az acélcsövek (ε=0,066) ellenállása ennél kb. 20 %-al nagyobb. Az igazán markáns változások 1 mm feletti érdességnél kezdődnének, ez viszont már nem a vízzel üzemelő csövekre jellemző tartomány.

A következő bekezdésből kiderül, hogy a csőátmérő ennél sokkal markánsabb hatással rendelkezik.

Cső belső átmérőjének hatása

Gyakran lehet azzal találkozni, hogy a kivitelező kiváltja a terveken szereplő csövet más típusúra, vagy kisebb méretű csövet alkalmaz. Vajon milyen ennek a hatása az áramlási ellenállásra? Mit értünk „20-as” cső alatt, és mennyire azonos a különböző anyagokból készült „20-as” cső?

Ha nem gondolunk utána, akkor meghökkentő, hogy a belső átmérő ötödik(!) hatványával arányos a cső súrlódási ellenállása. A mindenki által ismert összefüggés kissé átalakítva:

Ennek a hatása különösen kis csőátmérőknél nagyon jelentős. Ezek után világos, hogy nem mindegy, hogy ¾” méretű cső 20,4 mm belső átmérőjét, a 20x1 mm-es rézcső 18 mm-es belső átmérőjét, a 20x2 mm PE cső 16 mm-es belső átmérőjét vagy a 20x2,8 mm-es PP cső 14,1 mm-es belső átmérőjét kell a „20-as” cső esetében használnom.

Az 5. táblázat két csupán kis mértékben eltérő méretű cső ellenállásait mutatja be azonos vízsebesség vagy azonos tömegáram mellett. A táblázat azért is tanulságos, mert az elmúlt évben a Magyar Installateur mellékleteként kiadott csőméretezési diagram is elkövette azt a hibát, hogy ugyanarra a vonalra mind a 20x2 mm, mind a 20x2,8 mm méretet írta fel.

5. táblázat Áramlási ellenállás függése a csőmérettől

A táblázatban látható, hogy ennél a csőméretnél kb. 15 % eltérés van a súrlódási ellenállásban, ha azonos a sebesség. Sokkal nagyobb az eltérés, ha azonos tömegáramról beszélünk. Ha a táblázat utolsó két oszlopát nézzük meg, ott azonos térfogatáram melletti számításnál kb. 20 %-os sebesség eltérés és 65 %-os ellenállás eltérés tapasztalható a 3. és 4. oszlop eredményeihez képest.

A szivattyúk csatlakozó mérete gyakran akár 2 mérettel is kisebb, mint a cső mérete. Nagy hibát követ el az a szakember, aki ilyen esetben az elzáró szerelvény és visszacsapószelep méretét a szivattyú csatlakozási mérete alapján választja meg. Előfordult a praxisunkban az, hogy olyan hőközponttal találkoztunk, ahol erre visszavezethető okok miatt arról lehetett beszélni, hogy a szivattyú emelőmagasságának 70 %-a a közvetlenül mellette levő szerelvényeken esett, a rendszerre alig jutott már nyomáskülönbség.

Ugyancsak ennél a gondolatnál kell azon elmélkedni, hogy a fittingek alaki ellenállási tényezője vajon milyen átmérő mellett számolt sebességre vonatkozik. Különösen préscsatlakozású rendszerek műanyag fittingjeiél tapasztalható az, hogy a fitting belső átmérője sokkal kisebb a cső méreténél. Egy ilyen fitting áramlási ellenállása többszöröse lehet ahhoz a fittinghez képest, amelynek belső átmérője a csőével megegyezik.

Hogyan válasszunk csőméretet?

A rendszerek kialakításakor előzetesen csőméretet kell választani. Ez a szakmában gyakran a vízsebesség alapján történik. A fűtéstechnikában azt javasolják, hogy ne legyen nagyobb a sebesség 1 m/s értéknél. Ha valaki csupán ezt a szempontot veszi alapul, akkor ismét problémákkal kerülhet szembe.

Egy kis átmérőjű, a szerelési gyakorlatban gyakran használt 16x2 mm méretű műanyagcső fajlagos ellenállása 80 °C közeg esetén 1 m/s sebesség mellett 1433 Pa/m. Ugyanakkor a 108x3,6 mm-es acélcsőnél 1 m/s sebesség mellett 113 Pa/m, tehát tizede az ellenállás.

A kisebb csőméreteknél ezért sokkal kisebb sebesség engedhető meg, míg nagy átmérőknél, pl. a távfűtésben nyugodtan akár 2-3 m/s sebesség sem jelent túlzott ellenállást. Szerencsésebb ezért inkább a fajlagos súrlódási ellenállás alapján a cső méretét megválasztani. Szivattyú fűtések esetén az S’= 50  300 Pa/m tartomány használata célszerű. Igaz persze az is, hogy a sebességet mindenféle segédeszköz nélkül is számolni lehet, míg a fajlagos súrlódási ellenállásnál táblázatra vagy diagramra van szükség.

A szakma más területein más szempontok is szerepet játszanak. A vízellátás területén sokkal nagyobb nyomáskülönbség használható el, ezért nagyobb értékek is megengedhetőek. A légtechnikában, az eltérő közeg miatt a csövek áramlási ellenállása nagyon csekély, sokkal inkább az alaki ellenállások a meghatározóak. Egy-egy iránytörés ellenállása esetenként több tíz méter cső áramlási ellenállásával egyenértékű.

Összefoglalás

A cikkben arra kívántam a figyelmet felhívni, hogy ezen a területen sokat számít a szakmai rutin, de ez a rutin speciális helyzetekben nem képes a számításokat helyettesíteni, mert egyes kérdések sokkal összetettebbek annál, hogy azokra ökölszabályokat lehetne gyártani.

Irodalom
[1] Recknagel-Sprenger-Schramek: Fűtés- és klímatechnika 2000, Dialóg-Campus Kiadó, Budapest-Pécs 2000.

A cikk forrása

Ez a dokumentum eddig 51 látogatónak tetszett  
[ Nyomtatható változat ]
Még nem érkezett hozzászólás
Hozzászólok a cikkhez:

Név:
- regisztrálok
Jelszó:


maradjak bejelentkezve
emlékezzen rám (cookie-használat!)

Szöveg (html kódok nem engedélyezettek):

(Még karaktert írhat)

Seidl Gábor és Homor Miklós vitája
2014-12-22 14:04:32,

Halász Csaba: Nagyon szívesen meghallgatnám, de nem lehet érteni/hallani, annyira visszhangossá, zörgővé teszi a mikrofon.
Magyarország, a szén-monoxid-riasztók gagyi-paradicsoma
2014-12-19 20:46:31,

Chiovini György: Most olvastam Stieber József, tavasszal elhangzott előadását a CO-riasztókról. Már eddig sok minden [...]
Seidl Gábor és Homor Miklós vitája
2014-12-17 09:20:33,

ellmannt: Ez hallatlan:-)
Daikin technológia segít a történelmi Arzenál megóvásában
(2014. december 15.)
Az innovatív klímarendszer a velencei lagúnában rejlő természetes energia kiaknázása révén biztosít nagyfokú kényelmet és energiahatékonyságot, miközben hozzájárul a város szívében található ipartörténeti jelentőségű épület fennmaradásához.
Tovább
Helios KWL rendszerek
(2014. november 27.)
Szellőztetés hővisszanyeréssel, webszerveres szabályozással (easyControl, ami szériatartozék a nem ipari méretű gépeknél).
Helios
Tisztelt Partnereink!
(2014. november 27.)
Folyamatosan frissülő honlapunkon tájékozódhatnak legújabb termékeinkről, megtekinthetik termékkatalógusunkat, alkatrészkatalógusunkat, illetve letölthetik legfrissebb prospektusainkat.
Geberit
Kamleithner születésnap
(2014. november 24.)
Idén decemberben lesz 25 éves a Kamleithner Budapest Kft. A cég 1989-ben alakult, mint légtechnikai szerelő és forgalmazó vállalkozás, majd 1994-ben tisztán magyar tulajdonba került, és kevéssel ezután, a több gyártó, több termék koncepció helyett a német Helios ventilátorgyár hazai vezérképviselete lett, valamint tisztán kereskedelemmel kezdett el foglalkozni.
Tovább
Klíma- és légtechnikai mérések Testo mérőműszerekkel
(2014. november 20.)
A Testo megbízható német minőségű műszereket kínál a klímatechnikai mérések területén, melyek főként a légcsatornákban végzett mérésekre, valamint a beltéri légállapot meghatározására és optimalizálására alkalmasak.
Tovább
Elkészült a Planpipe legújabb verziója
(2014. november 20.)
A Pipelife AutoCAD alapú épületgépészeti tervezőprogramjával a korábbi funkciók mellett (lefolyó-, csatorna-, HMV-, fűtési hálózatok hidraulikai méretezése stb.) elvégezhető a Radopress Watt fal- és mennyezetfűtési/hűtési rendszerek tervezése is.
Tovább
Új Daikin kereskedelmi kondenzátor egységek
(2014. november 18.)
A Daikin Europe új, továbbfejlesztett kereskedelmi kondenzátor egységeit jobb hatékonyság, alacsonyabb zajszint és Öko-dizájn megfelelőség jellemzi.
Tovább
Mesebeli elvarázsolt kastély a felhőben
(2014. november 18.)
A Walt Disney Autodesk BIM segítségével építi fel az eddigi legbonyolultabb építményét.
Tovább
Árcsökkenés a Tricoxnál
(2014. november 12.)
15%-kal csökkent a Tricox flexibilis rendszerek listaára november 10-től. Mostantól a kürtőfedél-szett és a flexibilis rendszerekhez használt kivezető cső egyedileg is rendelhető.
Tricox
Testo füstgázelemző akció
(2014. november 10.)
Vásárolja meg a testo 320 füstgázelemző műszert szettben akciós áron.
Tovább
REHAU szerszámok a mindennapok használatában
(2014. november 04.)
A REHAU kötéstechnika egyik jellemzője az egyszerűség. Ez a kötések elkészítéséhez szükséges szerszámokra is igaz. A szerszámok kifejlesztésekor fontos szempont, az egyszerű felépítés, a jó kezelhetőség és az alacsony karbantartási igény.
Tovább
Csúcsminőséggel a csúcson
(2014. október 28.)
Szeptember második hete egy rendhagyó programmal indult a REHAU háza táján. Kiemelt Rehau partnereinkkel egy látogatáson vettünk részt az AUDI és a REHAU győri gyáraiban, majd meglátogattuk az „öreg kontinens” legmagasabb épületét.
Tovább
12 kattintás
(2014. október 28.)
12 dolog, amit az egér nyomógombjaival csinálhatunk az AutoCAD-ben.
Tovább
Klíma- és légtechnikai mérések Testo mérőműszerekkel
(2014. október 21.)
A Testo megbízható német minőségű műszereket kínál a klímatechnikai mérések területén, melyek főként a légcsatornákban végzett mérésekre, valamint a beltéri légállapot meghatározására és optimalizálására alkalmasak.
Tovább
REHAU munkaruházat
(2014. október 20.)
A 2014. év a munkaruházat területén is jelentős változást hozott mivel az anyacég szerződött egy a világon jól ismeret munkaruházat gyártóval (engelberg Strauss), így lehetőség nyílt a prémium termék vásárlása mellett prémium kategóriás e-motion munkaruha beszerzésére is.
Tovább
Viechtach: Minőség kompromisszumok nélkül
(2014. október 08.)
Idén júliusban a REHAU Kft. 14 épületgépész kivitelezőt vitt ki a németországi Vichtachban működő gyárába, azzal a céllal, hogy megmutassa, hol és hogyan készülnek a legmagasabb építőipari követelményeket is kielégítő fűtés-, vízvezeték- és lefolyórendszerei.
Tovább
Őszi füstgázelemző műszer akció
(2014. október 07.)
Kezdje a szezont egy megbízható, széles mérési feladatok ellátására alkalmas füstgázelemző műszerrel.
Tovább
Új légtechnika szaküzlet nyílt Biatorbágyon
(2014. október 07.)
A Lindab Kft. Szakmai Nyílt Napja keretében, új légtechnika szaküzlet megnyitásával egybekötött gyárlátogatásra is sor került. A biatorbágyi telephelyen, ahol eddig a légtechnikai termékek gyártása, a raktár, a logisztika és az iroda kapott helyet, a cég, piaci terjeszkedési törekvéseit támogatva, megnyitotta légtechnika szaküzletét, amely várhatóan merőben új ügyfélkör igényeire is fókuszál kínálatával.
Tovább
Megújult a Magyar Épületgépészet honlapja
(2014. október 02.)
Olvasóink augusztus közepe óta viszont észrevehették, hogy e címen egy megjelenésében teljesen új honlappal találkozhatnak. Legfrissebb számunk összefoglalóját kiemelten láthatják, de természetesen a teljes cikkanyag figyelemfelhívó összefoglalással vagy szerkesztett formában bárki számára továbbra is hozzáférhető.
Tovább
Tricox Vonalkódos Hűségakció megújult ajándékválasztékkal
(2014. október 01.)
2014. október 1-től új termékkörrel bővítettük a vonalkódok beváltásával megszerezhető ajándékok listáját.
Tricox
Teljes hírarchívum
© Minden Jog Fenntartva.