Egy csőben való folyadékáramlás a folyadék viszkozitása révén súrlódással jár együtt. A folyadékrészecskék surlódnak egymás között (belső súrlódás) valamint a csőfalon (külső súrlódás) és nyomásveszteséget okoznak. Ez a nyomásveszteség egyenes csőszakaszok esetén kisebb, mint idomok és szerelvények esetén. Az idomokban és szerelvényekben megváltozik az áramlás jellege, a sebesség és nyomáseloszlás a csőkeresztmetszetben, szemben az egyenes csőszakasszal és ezek járulékos nyomásveszteséget okoznak. Ezért különbséget kell tenni az egyenes csőszakaszban súrlódás révén jelentkező nyomásveszteség és az idomok és szerelvények alaki ellenállása által okozott nyomásveszteség között. Szabad kiáramlás esetén a kifolyási veszteséget is figyelembe kell venni.

Ezeket a veszteségeket bonyolult összefüggésekkel lehet leírni és számolni, de nekünk a medencegépészeti gyakorlatban nincs szükség ilyen részletességgel számolni, hanem egyszerűen a vonatkozó táblázatokból leolvashatóak ezek az értékek.

A csővezeték tervezésekor a nyomásveszteség meghatározására az alábbi szempontokat vegyük figyelembe:

a csővezeték anyaga, hossza és átmérője, a szállítandó víz mennyisége,

a beépített idomok és elzárószerelvények száma, típusa,

a csővezeték nyomvonala, a térszíni különbségek.

Az egyszerűség kedvéért pár járatos csőidom nyomásvesztesége különböző áramlási sebességek mellett:

Ebből az egyszerű táblázatból is tisztán látszik, hogy ha betartjuk az előírt áramlási sebességeket, akkor nagymértékben csökkenthetőek az ellenállások. Ha megfelelően választjuk ki a beépítendő idomokat, pl. ívidomot vagy 45^o-os idomot építünk be 90^okönyök helyett, ezzel is csökkenthetjük a gépészeti rendszerünk ellenállását.

Ezzel jelentős energiát és üzemeltetési költséget takaríthatunk meg.

Uszodai PVC csővezetékeknél ajánlott áramlási sebességek

              Szívó oldal:        v < 1,2m/s

              Nyomóoldal:     1,5 – 2,0 m/s

              Túlfolyó              v < 0,5m/s

d50 cső esetén, 2m/s áramlásnál            9m³/h

d63 cső esetén, 2m/s áramlásnál            14m³/h  térfogatárammal számolhatunk.

 

Könnyen számolhatóak a különbségek

 

13m³/h térfogatáram esetén

 

d50 csőnél         2,2m/s áramlási sebesség és

10mbar nyomásesés adódik

d63 csőnél         1,4m/s áramlási sebesség és

3,5mbar nyomásesés adódik

d75 csőnél         1,0m/s áramlási sebesség és

1,80mbar nyomásesés adódik

 

A megfelelő csőátmérő választása mellett minimalizálhatóak a veszteségek.

A következő példán jól látható az eltérő csőátmérők esetén, azonos térfogatáram mellett kialakuló nyomásveszteség különbségek.

Térfogatáram: 13m³/h

30 fm csővezeték és 10 db 90^o könyökidom beépítése esetén

 

d50 csőhálózatnál

áramlási sebesség 2m/s

Csőhossz: 30m x 10mbar = 300 mbar

Turbulencia: (20 x 0.8) x 10 = 160 mbar

Összesen: 460 mbar

 

d63 csőhálózatnál

áramlási sebesség 1,4m/s

Csőhossz: 30m x 3,5mbar = 100 mbar

Turbulencia: (9,8 x 0.8) x 10 = 80 mbar

Összesen: 180 mbar

 

Nyomásveszteség különbsége:  280 mbar = 0,3bar

Ebből az is látszik, hogy nagyobb dimenziójú csőhálózat esetén kisebb szivattyú is alkalmas ugyanazon medencéhez.

d63 csőhálózat esetén  Badu Delta 13,  630W

d50 csőhálózat esetén  Badu Delta 17,  870W

Ezzel egy szezon alatt akár 864 kWh energiát is megtakaríthatunk.

240W különbség x 24h x 150 nap = 864kWh

A csőhálózatokban lévő másik jelentős nyomásveszteséget okozó elemek a szűkítők.

Az alábbi ábrán látható, hogy nagy keresztmetszet ugrás esetén a kúpos (hosszú szűkítő) és a lépcsőzetes kialakítású (rövid) szűkítők között akár több mint húszszoros veszteség is kialakulhat.

Ebből látható, hogy egy kis odafigyeléssel mekkora energiamegtakarítást érhetünk el.

 

Gyakori probléma

A szivattyúk teljesítménye több mint elég, a csővezeték pedig alulméretezett

 

2db szivattyú 5,5kW                                                Tartály D1600mm, 2m²

2 x 50m³/h  min » 100m³/h                                     Csőhálózat D110

                                                                                Áramlási sebesség 4m/s

Problémák                                                                               Következmény

1            Kicsi csőátmérő                                                         Térfogatáram 1 szivattyúval: 50m³/h

2            Nagy áramlási sebesség                                           Térfogatáram 2 szivattyúval: 54,4m³/h

3            Sok idom

A megfelelő -DN 150- csődimenzió választása esetén kiküszöbölhetőek a problémák.

Visszamosáshoz a maximális áramlási sebesség 0,5m/s így erre a célra mindenképpen nagyobb csődimenziót kell választani, mint a medence vízforgató rendszerhez.

Visszamosási rendszer kiépítésekor a cső nyomvonalának meghatározásakor törekedni kell arra, hogy lejtéssel legyen kialakítva. Nem elfogadható a felfelé elvezetett cső.

A fent bemutatott példák csak tájékoztató jellegűek, minden esetben az adott gépészeti rendszert egyedileg kell méretezni és kiválasztani a megfelelő gépészeti elemeket.