Hyvä — lasketaan se. Teen laskelman oletuksin (koska täydellistä pumpun Q–H-käyrää en löytänyt numeerisena taulukkona, mutta valmistajan tiedoista löytyy tekniset suurarvot): käytin pumpun maksiminostokorkeudeksi
8,0 m ja maksimivirtaamaksi
90 l/min (≈5400 l/h) — tämä vastaa IBO 32-80/180 -tyyppimallin teknisiä tietoja.
DAMBAT Jastrzębski S.K.A.+1
Oletukset & tiedot
- Putken mitat: oletin ilmoittamasi 40 × 3,7 mm tarkoittavan ulkohalkaisijaa 40 mm ja seinämän paksuutta 3,7 mm → sisähalkaisija D ≈ 40 − 2·3.7 = 32.6 mm (0,0326 m).
- Putken pituus L = 400 m (suora, ilman merkittäviä lisävirtausvastuksia/komponentteja).
- Neste: 28 % etanol-vesiseos (v/v), lämpötila oletus 20 °C. Densiteetti käytetty taulukosta: ρ ≈ 972.01 kg/m³ (28 % v/v, 20 °C). (Lähde: tiivistetyt tiheystaulukot, OIV / alkoholitaulukot). oiv.int
- Dynaaminen viskositeetti: tehdään järkevä arvio — etanoli-vesiseosilla viskositeetti kasvaa veden (~1.0 mPa·s) yli; käytin peruslaskussa μ = 1.6·10⁻³ Pa·s (eli 1.6 mPa·s). Tämä on likiarvo — viscositeetti riippuu tarkasta konsentraatiosta ja lämpötilasta; kirjallisuus ja mitatut taulukot näyttävät että viskositeetti nousee 10–40 %-50 % veden arvosta noin tällä konsentraatiolla. catalogimages.wiley.com+1
- Putken karheus (oletus, teräsputki): ε = 0.045 mm.
- Pumpun käyttäytyminen: yksinkertaistin pumpun Q–H-käyrän lineaariseksi välillä (Q=0 → H=8 m ; H=0 → Q=90 l/min). Pumpussa on myös eri käyttötiloja (I/II/III, ECO ym.) joilla käyrä muuttuu — maksimiasetus tuottaa suurimman virtaaman. Manuals++1
Laskentamenetelmä
Käytin Darcy–Weisbachin kaavaa painehäviölle:
hf=fLDv22gh_f = f \frac{L}{D}\frac{v^2}{2g}hf=fDL2gv2
missä vvv on virtausnopeus, fff kitkakerroin ratkaistiin Colebrook–yhtälöllä (iteratiivisesti). Pumpun nostokorkeus oletettiin lineaariseksi funktioksi Hpump(Q)=H0(1−Q/Qmax)H_{pump}(Q) = H_0 (1 - Q/Q_{max})Hpump(Q)=H0(1−Q/Qmax). Ratkaisin Q:n, jossa pumpun antama nostokorkeus = putken aiheuttama painehäviö (H_pump = h_f).
Tulokset (pääskenario)
Käytin ylläoleita oletuksia (ρ=972.01 kg/m³, μ=1.6·10⁻³ Pa·s, ε=0.045 mm). Ratkaisu antaa:
- Virtaama ≈ 26.37 L/min ≈ 1 582 L/h (≈1.58 m³/h)
- Nostokorkeus tässä pisteessä ≈ 5.66 m
- Re ≈ 1.04·10⁴ (turbulentti virtaus)
- Kitkakerroin f ≈ 0.0326
Eli odotettavissa oleva kiertovirtaus
noin 1,6 m³/h.
Herkkyys (vaihtoehtoiset oletukset)
Pienen muuttelun vaikutus (viskositeetti / putken karheus) muutti tulosta vain vähän:
- jos μ = 1.2·10⁻³ Pa·s (alhaisempi viskositeetti) → ≈ 1 626 L/h
- jos karheus pienempi (ε = 0.0015 mm, hyvin sileä putki) → ≈ 1 685 L/h
- yhdistetty alhaisempi μ ja sileämpi putki → ≈ 1 685–1 690 L/h
Näin ollen käytännöllinen haarukka on
noin 1 580–1 690 L/h riippuen tarkasta μ:stä ja karheudesta.
Huomioita ja rajoitukset
- Pumpun tarkka Q–H-käyrä (numeraaliset pisteet) tai pumpun asetukset (I/II/III, ECO, CP/PP) voivat muuttaa tulosta. Laskin lineaarisen approksimaation käyttäen valmistajan maksimiarvoja (H₀ ≈ 8 m, Q_max ≈ 90 l/min). Jos haluat, voin käyttää tarkkaa pumpun käyrää, jos lähetät valmistajan datapisteet tai PDF:n. DAMBAT Jastrzębski S.K.A.+1
- Lisävastukset: laskelma oletti pelkkää putkelinjaa ilman kulkuventtiilejä, liitoksia, suuttimia, nousuja/laskeumia tai lämmönvaihtimia. Jokainen lisäkomponentti nostaa järjestelmän vastusta ja pudottaa virtaamaa.
- Lämpötila vaikuttaa sekä tiheyteen että viskositeettiin — lämpimämpänä viskositeetti yleensä pienenee → virtaama kasvaa.
- Jos pumpun asetuksena ei ole maksimi (esim. ECO tai matalampi nopeus), käytännön virtaama voi olla huomattavasti pienempi.
Mitä suosittelen käytännössä
- Jos tarvitset tarkan arvion: lähetä pumpun virallinen Q–H-käyrä (datapisteet tai PDF) tai kerro pumpun asetustila (I/II/III tai ECO ym.). Silloin laskelma voidaan toistaa täsmällisesti.
- Mittaa vähintään yksi todellinen piste (virtausmittari tai putkivirtauksen laskenta paikan päällä) ja vertaa laskelmaan.
- Suurempi putki (sisähalkaisija) tai lyhyempi pituus → huomattavasti parempi virtaama; jos tarvitset enemmän kuin ~1.6 m³/h, harkitse DN40→DN50/63 laajennusta tai pumpun tehokkaampaa mallia / korkeampi asetusta.
Jos haluat, teen saman laskelman tarkemmin jos: 1) lähetät pumpun virallisen Q–H-käyrän tai 2) haluat että huomioin yksityiskohtaiset lisävastukset (venttiilit, nousut) tai eri lämpötilan/viskositeetin. Haluatko, että lasken myös, miten virtaama muuttuu jos putken sisähalkaisija olisi esim. 40 mm tai 50 mm?