Basınçlı hava boru hattı hesabı, Basınçlı Hava Debi Hesabı ve Pnömatik Hava Tüketimi Hesabı'ndan elde edilen toplam tasarım debisine (FAD) göre boru hattı segmentlerinin hızını ve basınç kaybını hesaplar. Sürtünme kaybı Darcy-Weisbach denklemi ve Colebrook-White sürtünme katsayısı (Newton-Raphson ile çözülür) ile hesaplanır; bu, sıkıştırılabilir akış için sektörde kabul gören iteratif ortalama basınç (Pm) yaklaşımıyla birleştirilmiştir. Armatür (dirsek, vana, tee) kayıpları, standart eşdeğer uzunluk verisiyle doğrudan boru uzunluğuna eklenir. Hat Topolojisi alanından Dallı/Seri Hat veya Ring (kapalı çevrim) seçebilirsiniz, her ikisi de aynı fizik motorunu kullanır.
ℹ️ Ring (Kapalı Çevrim) Yöntem Notu: Ring modu, debi dağılımını Hardy-Cross (Newton-Raphson) ile çözer. Bu, adı konmuş bir CAGI/ISO "basınçlı hava ring" standardı değildir; Hardy-Cross, herhangi bir kapalı ağda debi/basınç dengesini çözen genel bir mühendislik yöntemidir (su, doğalgaz, hava dağıtım ağlarında ortak kullanılır). Burada, hava sıkıştırılabilir olduğundan Hazen-Williams gibi kapalı-form bir ΔP(Q) fonksiyonu yerine, zaten yukarıda açıklanan Darcy-Weisbach/Colebrook-White/Pm motorunun nümerik türevi kullanılır. Debi dağılımı sistemin nominal basıncında (yaklaşık sabit yoğunluk) çözülür; her segmentin nihai ΔP'si ise bulunan debilerle gerçek segment-bazlı motorla ayrıca hesaplanır.
Debi Girişi: Dallı/Seri Hat modunda ayrı bir "toplam debi" alanı yoktur, her segmente kendi debisini girersiniz. Ring modunda her musluk noktasının kendi çekiş debisini girersiniz; toplam sistem debisi bunların toplamıdır.
ℹ️ Ring Modu Katmanları: Kompresör → Ana Bağlantı Kolu (opsiyonel, çap değişimi için genişletilebilir) → Ring Bağlantı Kolu (tek segment, ring'e giren toplam debi) → Ring-T'de ikiye ayrılır → Kol-1/Ara Hatlar/Kol-2 (Hardy-Cross ile debi dağılımı, ring'in kendisi) → her musluk noktasının kendi Musluk Bağlantı Kolu'yla (opsiyonel) gerçek kullanım noktasına ulaşır. Musluk noktası sayısında sabit bir standart üst sınır yoktur; sayı serbestçe girilebilir.
Basınçlı Hava Boru Hattı Hesaplama Metodu
| Parametre | Açıklama / Formül |
|---|---|
| Armatür Eşdeğer Uzunluğu | Standart armatür eşdeğer uzunluk tablosu (Schedule 40, ft → m); toplam boru uzunluğuna eklenir |
| Yerel (Aktüel) Debi Çevrimi | Q_actual(Pm) = Q_FAD × P_FAD_ref / (Pm + P_atm) (P_FAD_ref=1,00 bar(a) — ISO 1217 FAD tanımsal referansı; P_atm≈1,01325 bar(a) yerel atmosfer, gauge→absolute çevrimi için; ideal gaz, izotermal) |
| Yerel Yoğunluk | ρ = ρ_std × (Pm+P_atm)/P_atm (ρ_std ≈ 1,204 kg/m³ @20°C) |
| Hız | v = Q_actual / A (A = boru iç kesit alanı) |
| Reynolds Sayısı | Re = ρ×v×D / μ (μ ≈ 1,81×10⁻⁵ Pa·s @20°C) |
| Sürtünme Katsayısı | Colebrook-White (Darcy-Weisbach), Newton-Raphson ile çözülür |
| Basınç Kaybı (Darcy-Weisbach) | ΔP = f × (L_toplam/D) × (ρ×v²)/2 |
| Ortalama Basınç (Pm) İterasyonu | Pm = P1 − ΔP/2 (sektör mühendislik pratiğiyle tutarlı, 4 iterasyon) |
| Segment Çıkış Basıncı | P2 = P1 − ΔP; bir sonraki segmentin P1'i budur (seri/dallı hat) |
Bu modül, sıkıştırılabilir akış için sektörde kabul gören iteratif ortalama basınç (Pm) yaklaşımıyla birleştirilmiş Darcy-Weisbach + Colebrook-White yöntemini kullanır. Bu tercih, CAGI'nin kendi ampirik Harris/Fritzsche tablolarının (Chapter 8, Tablo 8.12-8.16) sayısal olarak mevcut olmamasından değil, bu tablolar mevcuttur, ancak yalnızca Schedule 40 çelik/galvaniz boru ve 4 ayrık referans basıncında (60/80/100/125 psig) geçerlidir. Darcy-Weisbach/Colebrook-White ise herhangi bir basınç, çap ve boru pürüzlülüğünde sürekli bir fonksiyon olarak çözülebildiğinden ve Atlas Copco Compressed Air Manual'daki (§3.6.3) debi–çap–basınç bağımlı basınç kaybı yaklaşımıyla yapısal olarak örtüştüğünden bu modülde tek ve tutarlı hesap yöntemi olarak korunmuştur.
Hız sınırları CAGI Compressed Air & Gas Handbook, Chapter 4'e dayanır: dağıtım hattında mutlak üst sınır 9,14 m/s (30 ft/s); ana hat/kompresör odası header'ında kondens taşınımını azaltmak için ≤6,10 m/s (20 ft/s) önerilir; hızın 10,16 m/s (2000 ft/dk)'yı aştığı dal hatlarında uzunluk 15,24 m (50 ft) ile sınırlandırılmalıdır.