جیسا کہ ہم سب جانتے ہیں ، پائپ ٹھوس مادے ہیں ، اور پانی ایک ایسا سیال ہے جو آسانی سے بہہ سکتا ہے۔ اگر پائپ کے اندر کا پانی بہہ رہا ہے تو ، کچھ توانائی کو گرمی کی توانائی میں تبدیل کرنا چاہئے اور "کھایا گیا" ، یعنی پانی کے دباؤ کا ایک حصہ (یا سر کہا جاتا ہے) کھو گیا ہے۔ یہ معروضی چیزوں کی عکاسی ہے اور پانی کے بہاؤ کی نقل و حرکت کا ایک ناگزیر قانون ہے۔ عام طور پر ، ہم توانائی کی تبدیلی "توانائی کے نقصان" (یا "ہائیڈرولک نقصان" ، "سر کا نقصان") کے اس رجحان کو کہتے ہیں۔ اس کا حساب میٹر میں کیا جاتا ہے۔
پمپ
سر پر پائپ لائن مزاحمت کا اثر کتنا اہم ہے؟
کچھ صارفین نے پیمائش کی ہے کہ اگرچہ آبی ذخائر یا پانی کے ٹاور سے پانی کے منبع کی سطح تک عمودی فاصلہ پمپ کے سر سے تھوڑا کم ہے ، پانی کا حجم اب بھی چھوٹا رہتا ہے یا پانی پمپ نہیں کیا جاسکتا ہے۔ عام وجہ یہ ہے کہ پائپ لائن بہت لمبی ہے اور پانی کے پائپ میں بہت سے موڑ ہیں ، جس کے نتیجے میں پائپ لائن میں پانی کے بہاؤ کی ضرورت سے زیادہ مزاحمت کا نقصان ہوتا ہے۔ عام طور پر ، 90 ڈگری موڑ میں 120 ڈگری موڑ سے زیادہ مزاحمت ہوتی ہے۔ ہر 90 ڈگری موڑ کا مزاحمتی نقصان تقریبا 0.5-1 میٹر ہے ، اور پائپ لائن کے ہر 20 میٹر کی مزاحمت تقریبا 1 میٹر سر میں نقصان کا سبب بن سکتی ہے۔ اس کے علاوہ ، کچھ صارفین بھی تصادفی طور پر پمپ کے انلیٹ اور آؤٹ لیٹ پائپوں کے پائپ قطر کو تبدیل کرتے ہیں ، جس کا سر پر بھی ایک خاص اثر پڑتا ہے۔ تو ، پائپ لائن مزاحمت سر کو کتنا متاثر کرتی ہے؟ اگلا ، آئیے نیچے دیئے گئے جدول کو دیکھیں۔
کیا آپ پائپ میں پانی کے بہاؤ کی وجہ سے پانی کے ضیاع کی وجوہات کو سمجھتے ہیں؟ سوال 1: یہ کسی نہ کسی طرح پائپ دیواروں کے رکاوٹ اثر کی وجہ سے ہے۔
2. یہ پانی کے بہاؤ کی مختلف پرتوں کے درمیان نسبتا movem نقل و حرکت ہے . 3. یہ پائپ کی متعلقہ اشیاء کے اندر پانی کے بہاؤ میں مقامی تیز رفتار تبدیلی کی وجہ سے بنتی ہے۔ پائپ لائن (نیٹ ورک) کا ہائیڈرولک نقصان دو حصوں پر مشتمل ہے: پائپ لائن کے ساتھ ہونے والا نقصان اور مقامی نقصان۔ انجینئرنگ میں ، ہمیں پمپ کو صحیح طریقے سے منتخب کرنے اور مطلوبہ پمپ ہیڈ کا تعین کرنے کے ل this اس نقصان کی مقدار کا حساب لگانا اور جاننا چاہئے۔
پورے بہاؤ کے راستے پر پائپ لائن کا نقصان ایک رگڑ مزاحمت ہے جو پورے بہاؤ کے عمل میں ہوتا ہے۔ اس کا تعلق پائپ وال کھردری ، پائپ کی لمبائی ، پائپ قطر اور بہاؤ کی رفتار جیسے عوامل سے ہے۔ ہائیڈرولکس کے اصولوں کی بنیاد پر ، اس کا رشتہ قائم کیا جاسکتا ہے۔
پائپ لائن کے ساتھ ہونے والا نقصان پائپ لائن کے ساتھ رگڑ گتانک کے لئے براہ راست متناسب ہے جو پائپ دیوار کی کھردری سے متعلق ہے۔ مختلف پائپ مواد میں مختلف کھردری ہوتی ہے ، اور کاسٹ آئرن پائپ نسبتا rough کھردری ہوتے ہیں ، لہذا پائپ لائن کے ساتھ رگڑ کا گتانک بڑا ہوتا ہے۔ پلاسٹک کے پائپ نسبتا ہموار ہیں ، لہذا پائپ لائن کے ساتھ رگڑ کا گتانک چھوٹا ہے۔ یہ پائپ کی لمبائی کے متناسب بھی ہے۔ پائپ قطر کے متضاد متناسب۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ ، جب بہاؤ کی شرح مستقل رہتی ہے تو ، پائپ قطر اور تیز رفتار کی رفتار کم ، پائپ لائن کے ساتھ ساتھ نقصان اتنا ہی زیادہ ہوتا ہے۔ یہ بہاؤ کی رفتار کی مربع قیمت کے لئے بھی براہ راست متناسب ہے۔ یقینا ، حساب کتاب بلکہ پیچیدہ ہے۔ تخمینے کے لئے ایک آسان طریقہ استعمال کیا جاسکتا ہے۔
پائپ لائنوں میں مقامی نقصانات اس وقت پائے جاتے ہیں جب پانی کے نیچے والوز ، والوز ، کوہنیوں ، اور پائپ لائن میں کم کرنے والوں کی متعلقہ اشیاء سے پانی بہتا ہے۔ مقامی آلات کی وجہ سے ، بہاؤ کا نمونہ تبدیل ہوتا ہے۔ بہاؤ کی سمت اور رفتار بھی بدل جاتی ہے ، اور بہاؤ کے دوران vortices ظاہر ہوتے ہیں ، جس کی وجہ سے پانی آپس میں ٹکرا جاتا ہے اور ایک دوسرے کو متاثر کرتا ہے۔ مقامی مزاحمت کی وجہ سے اس طرح کے ہائیڈرولک نقصان کو مقامی نقصان کہا جاتا ہے۔
مقامی نقصان کی شدت پائپ کی متعلقہ اشیاء سے گزرنے والے پانی کے بہاؤ کی رفتار کے مربع کے لئے براہ راست متناسب ہے ، اور اس کا تعلق فٹنگ کی شکل اور مقدار سے بھی ہے۔ اگر فٹنگوں کی کراس - سیکشنل شکل نمایاں طور پر تبدیل ہوتی ہے اور یہاں بڑی تعداد میں فٹنگ ہوتی ہے تو ، مقامی نقصان زیادہ ہوگا۔ ایک بار جب پائپ لائن لے آؤٹ اسکیم کا تعین ہوجائے تو ، حساب کتاب کے طریقہ کار کا استعمال کرتے ہوئے پائپ لائن کے نقصان کے سر کا حساب لگانا ضروری ہے ، اور پھر پمپنگ اسٹیشن کے ڈیزائن ہیڈ کا تعین کیا جانا چاہئے۔ تب ہی پمپ کا انتخاب کیا جاسکتا ہے۔ تاہم ، حساب کتاب کا طریقہ کار نسبتا پیچیدہ ہے۔ سادگی کے ل the ، حساب کتاب کے اعداد و شمار کو فوری حوالہ کے ل a ٹیبل میں مرتب کیا جاسکتا ہے۔ مزید برآں ، کسی حد تک تخمینہ لگایا جاسکتا ہے: نقصان کا سر اصل خطے کے پانی کو اٹھانے کی اونچائی (ماپا) کے 30 to سے 50 ٪ کے برابر ہے۔ چھوٹے پائپ قطر اور مختصر پائپ لائنوں کے ل a ، ایک بڑی قیمت لی جانی چاہئے۔ بڑے پائپ قطر اور لمبی پائپ لائنوں کے ل a ، ایک چھوٹی سی قیمت لی جانی چاہئے۔
راستے میں پائپ لائن کا کل نقصان اور مقامی نقصانات کا حساب موجودہ سافٹ ویئر ، جیسے یی وی کے ذریعہ تیار کردہ سلیکشن سافٹ ویئر سسٹم کا استعمال کرتے ہوئے کیا جاسکتا ہے ، تاکہ حساب کتاب کے عمل کو آسان بنایا جاسکے۔
دباؤ کا نقصان جب مائع سیدھے پائپ میں بہتا ہے
دباؤ کا نقصان جب کسی سیدھے پائپ میں مائع بہہ جاتا ہے تو مائع کی نقل و حرکت کے دوران رگڑ کی وجہ سے ہوتا ہے اور اسے رگڑ دباؤ کا نقصان کہا جاتا ہے۔ اس کا انحصار بنیادی طور پر پائپ لائن کی لمبائی ، اندرونی قطر ، مائع کی بہاؤ کی رفتار ، اور مائع کی وسوسیٹی وغیرہ پر ہوتا ہے۔ دباؤ کا نقصان مائع کی مختلف بہاؤ کی حالتوں کے ساتھ مختلف ہوتا ہے۔ ہائیڈرولک ٹرانسمیشن میں ، سرکلر پائپ میں مائع کا لیمنار بہاؤ سب سے عام ہوتا ہے ، لہذا ہائیڈرولک سسٹم کو ڈیزائن کرتے وقت ، اکثر یہ خواہش کی جاتی ہے کہ لیمنار حالت میں پائپ لائن میں مائع کے بہاؤ کو برقرار رکھیں۔
پائپ لائنوں میں سیالوں کے بہاؤ کے راستے پر دباؤ کا نقصان۔ لیمینر بہاؤ کے دوران دباؤ کا نقصان۔ ہائیڈرولک ٹرانسمیشن میں ، مائع کی بہاؤ کی ریاست کی اکثریت لیمینر بہاؤ ہے۔ اس حالت میں ، سیدھے پائپ کے ذریعے بہنے والے مائع کے دباؤ کے نقصان کا نظریاتی طور پر حساب کیا جاسکتا ہے۔
ایک سرکلر پائپ میں لیمینر بہاؤ (1) بہاؤ کراس - سیکشن پر مائع کی رفتار کی تقسیم کا قانون۔ جیسا کہ مذکورہ بالا اعداد و شمار میں دکھایا گیا ہے ، مائع ایک سرکلر پائپ میں لیمینر انداز میں ڈی کے قطر کے ساتھ حرکت کرتا ہے۔ پائپ کو افقی طور پر رکھا جاتا ہے ، اور پائپ کے محور کے ساتھ مل کر اس کے محور کے ساتھ ایک چھوٹا سا سلنڈر پائپ کے اندر لیا جاتا ہے۔ اس کے رداس کو r اور اس کی لمبائی l ہونے دیں۔ پائپ محور کی سمت کے ساتھ اس چھوٹے سلنڈر پر کام کرنے والی قوتیں یہ ہیں: بائیں سرے پر دباؤ ، دائیں سرے P2 پر دباؤ ، اور سلنڈر کی سطح FF پر رگڑ قوت۔ پھر فورس بیلنس مساوات یہ ہے:
مساوات (2-6) سے ، ہم یہ نتیجہ اخذ کرسکتے ہیں:
فارمولے میں: μ متحرک واسکاسیٹی کی نمائندگی کرتا ہے۔ چونکہ رفتار ڈی یو کے اضافے کے رداس DR کے اضافے کے مخالف علامت ہے ، لہذا فارمولے میں ایک منفی علامت شامل کی جاتی ہے۔ اضافی طور پر ، ΔP=P 1 - P2۔ ΔP اور مساوات (2-45) کو مساوات (2-44) میں تبدیل کرنا ، ہم حاصل کرتے ہیں:
متغیر کے سلسلے میں لازمی یہ ہے کہ:
جب r=r ، u=0. اس کو مساوات (2-47) کی پیداوار میں تبدیل کرنا:
پھر
فارمولے سے ، یہ دیکھا جاسکتا ہے کہ پائپ کے اندر بہاؤ کی رفتار یو پیرابولک قانون کے مطابق رداس سمت کے ساتھ تقسیم کی جاتی ہے۔ محور پر زیادہ سے زیادہ بہاؤ کی رفتار واقع ہوتی ہے ، اور اس کی قدر یہ ہے کہ:
(2) پائپ لائن میں بہاؤ کی شرح۔
پرکشیپک کے اعداد و شمار (بی) میں دکھایا گیا حجم مائع کا حجم ہے جو بہاؤ کراس - سیکشن فی یونٹ وقت میں بہتا ہے ، جو بہاؤ کی شرح ہے۔ اس کے حجم کا حساب لگانے کے لئے ، R کے رداس پر dr کی موٹائی کے ساتھ ایک پتلی سرکلر انگوٹھی لی جاسکتی ہے۔ اس کنولر علاقے کی بہاؤ کی شرح یہ ہے:
لازمی حساب کتاب کے ل we ، ہم بہاؤ کی شرح Q حاصل کرسکتے ہیں Q:
(3) اوسط بہاؤ کی رفتار۔ پائپ کے اندر اوسطا بہاؤ کی رفتار υ ہونے دیں
اس کے مقابلے میں ، ہم اوسط بہاؤ کی شرح اور زیادہ سے زیادہ بہاؤ کی شرح کے مابین تعلقات کو حاصل کرسکتے ہیں۔
(4) راستے میں دباؤ کا نقصان۔ لیمینر بہاؤ کی حالت میں ، سیدھے پائپ کے ذریعے بہتے ہوئے مائع کی راہ پر دباؤ کے نقصان کا فارمولا استعمال کرکے حساب کیا جاسکتا ہے:
مساوات سے ، یہ دیکھا جاسکتا ہے کہ لیمینر بہاؤ کی حالت میں ، سیدھے پائپ کے ذریعے بہنے والے مائع کا دباؤ نقصان متحرک واسکاسیٹی ، پائپ کی لمبائی ، اور بہاؤ کی رفتار کے متناسب ہے ، اور پائپ قطر کے مربع کے ل الٹا متناسب ہے۔ جب عملی طور پر دباؤ کے نقصان کا حساب لگاتے ہو تو ، حساب کتاب کو آسان بنانے کے ل we ، ہمارے پاس μ=υdρ/re ہے ، اور μ=υdρ/re کو تبدیل کریں ، اور حاصل کرنے کے لئے اعداد اور 2G کے ذریعہ دونوں اعداد اور ڈینومینیٹر دونوں کو ضرب دیں:
فارمولا میں: λ راستے کے ساتھ رگڑ کے گتانک کی نمائندگی کرتا ہے۔ اس کی نظریاتی قدر λ=64/re ہے ، جبکہ عملی طور پر ، مختلف عوامل کی وجہ سے ، ہموار دھات کے پائپوں کے لئے ، λ=75/re لیا جاتا ہے ، اور ربڑ کے پائپوں کے لئے ، λ=80/re کو اپنایا جاتا ہے۔ ہنگامہ خیز بہاؤ میں ، دباؤ کا نقصان ہر ذرہ کے لیمینر بہاؤ کی وجہ سے ہوتا ہے جس میں باقاعدگی سے محوری حرکت ہوتی ہے۔ کوئی پس منظر کی تحریک نہیں ہے۔ ہنگامہ خیز بہاؤ کی ایک اہم خصوصیات یہ ہے کہ مائع کے ذرات میں اب باقاعدگی سے محوری حرکت نہیں ہوتی ہے بلکہ اس کے بجائے تحریک کے دوران ایک دوسرے کے ساتھ مل جاتی ہے اور پلسیٹ ہوتی ہے۔ یہ انتہائی فاسد تحریک ذرات اور شکلوں کے مابین تصادم کا سبب بنتی ہے ، جس کے نتیجے میں لیمینر بہاؤ کے مقابلے میں ہنگامہ خیز بہاؤ میں توانائی میں بہت زیادہ کمی واقع ہوتی ہے۔ ہنگامہ خیز بہاؤ کے رجحان کی پیچیدگی کی وجہ سے ، اب تک ، نظریاتی طریقوں کا استعمال کرتے ہوئے اس کا مکمل مطالعہ کرکے کوئی تسلی بخش نتائج حاصل نہیں کیے گئے ہیں۔ لہذا ، تجربات ابھی بھی تحقیق کے لئے استعمال کیے جاتے ہیں ، جو نظریاتی وضاحتوں کے ذریعہ تکمیل شدہ ہیں۔ اس طرح ، ہنگامہ خیز حالت میں مائع بہاؤ کے دباؤ کے نقصان کا ابھی بھی فارمولے کا استعمال کرتے ہوئے حساب کیا جاتا ہے ، اور λ کی قیمت نہ صرف رینالڈس نمبر آر ای سے متعلق ہے بلکہ پائپ دیوار کی سطح کی کھردری سے بھی متعلق ہے۔
2. مقامی دباؤ کا نقصان
مقامی دباؤ کے نقصان سے مراد دباؤ کے نقصان سے مراد والو بندرگاہوں سے گزرنے والے مائع کے بہاؤ ، موڑ ، بہاؤ کراس - سیکشن وغیرہ میں تبدیلی کی وجہ سے ہوتا ہے ، جب مائع ان علاقوں میں بہتا ہے ، مائع بہاؤ کی سمت اور رفتار میں تبدیلی کی وجہ سے ، ورٹیسس ایک دوسرے کے ساتھ ٹکرانے کے نتیجے میں مائع کے ذرات کو ٹکرانے کا سبب بنتے ہیں۔
اچانک توسیع والے حصے میں مقامی دباؤ کے نقصان کے حساب کتاب کا فارمولا مندرجہ ذیل طور پر ظاہر کیا جاسکتا ہے۔
فارمولے میں: کیا مقامی مزاحمت کا گتانک ہے ، جس کی قیمت صرف نظریاتی مشتق کے ذریعہ حاصل کی جاسکتی ہے جب مائع اچانک پھیلائے ہوئے کراس - سیکشن کے ذریعے بہتا ہے۔ بصورت دیگر ، اس کا تعین تجربات کے ذریعے ہونا چاہئے۔ مائع کی اوسط بہاؤ کی رفتار ہے ، عام طور پر مقامی مزاحمت کے بہاؤ کی رفتار کے بہاو کا حوالہ دیتے ہیں۔ پائپ لائن سسٹم کا کُل دباؤ نقصان - - کورس کے دباؤ کے نقصانات اور تمام مقامی دباؤ کے نقصانات کے ساتھ ساتھ سب کے مجموعی کے برابر ہے ، یعنی:
