压降

压降會縮寫為ΔP,是指流體輸送系統中,二點之間總壓降的差。流體在管路中流動時,會因為管路阻力產生摩擦力,這就是造成压降的原因。摩擦力會將流體的能量轉換為熱能。而熱能無法再轉換為流體的能量,因此依照能量守恆定律,流體的壓力會因此而下降。

流體阻力主要是受流體在管路中的速度以及流體黏度所影響。压降和管路中的摩擦剪力成正比。若管路的高,或是有許多管道配件、接頭、管道会聚、发散或是转弯等都會影響压降。高流速或是高黏度所造成的压降會較大。低流速的壓降較小,甚至沒有壓降。有時流體中不只一個相,像是用氣壓輸送來輸送固體。此時也需要考慮輸送固體產生的摩擦力。

應用
在一流體系統中,若有高壓區和低壓區,而也存在路徑讓流體從高壓區到低壓區,流體就會以此方式流動。在不考慮阻流的情形下,若其他條件都相同時,較大的壓差也就代表會有較大的流量。

系統的壓降會影響輸送流體所需要的能量。例如管路系統的管徑若減小,其流速會變快,壓降會變大,因此選用泵的功率就要增大。

壓降計算
在流量不變的情形下,系統的壓降和管徑的五次方成反比。因此將管徑減為原來的一半,壓降會變原來的2^5=32倍(例如,從2 psi到64 psi)。

管路中的壓降和其長度成正比,因此,若流量不變,管路長度加倍,其壓降就加倍。管路的(像是彎管或是T型管)對壓降的影響比直的管路要大。目前已有許多的公式可以計算考慮附件影響後的等效管路長度。

有些閥門廠商會提供流量係數,一般會稱為或。流體係數會說明特定閥門的流速、流體比重和壓降之間的關係。

以下是二個計算差降的經驗公式:

  • 達西–威斯巴哈方程式(計算管路中的壓降)
  • 泊肃叶定律

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參考資料

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