Logo
  • Home
  • About us
  • Membership
    • Log in
    • Benefits
    • Register
  • Corperate Chair Members
  • Event
    • News
    • Conference
      • TIChE
        • TIChE2022
        • TIChE 2023
      • TNChE
        • TNChE2022
    • Design Project
    • Innovation Idea Challenge
  • Communities
  • Knowledge
    • Academy
    • Articles
  • TIChE Awards
    • TIChE Award 2566
    • Hall of Fame
    • Award
  • TNChE2023
Logo
  • Home
  • About us
  • Membership
    • Log in
    • Benefits
    • Register
  • Corperate Chair Members
  • Event
    • News
    • Conference
      • TIChE
        • TIChE2022
        • TIChE 2023
      • TNChE
        • TNChE2022
    • Design Project
    • Innovation Idea Challenge
  • Communities
  • Knowledge
    • Academy
    • Articles
  • TIChE Awards
    • TIChE Award 2566
    • Hall of Fame
    • Award
  • TNChE2023
  • 07/03/2022 by Macross
  • Publications

4 เคล็ดลับคำนวณ pressure drop แบบเข้าใจลึกซึ้งจริง ไม่พลาดตลอดชีวิต!!

โดย วิรุฬห์ ตัณฑะพานิชกุล

Engineering Images | Free Vectors, Stock Photos & PSD

HIGHLIGHTS (Summary)

  • Friction factor (f) มี 2 แบบคือ Darcy หรือ Fanning และสมการ pressure drop ก็มี 2 แบบในตำรา ต้องเลือกใช้กราฟในการอ่านค่า friction factor ให้ถูกต้องสอดคล้องกับสมการ
  • ในกรณีของ gas (compressible fluid) ต้องแยกกรณีคำนวณ pressure drop โดยปรับปลี่ยนสมการและวิธีคำนวณตามค่า pressure-drop-to-inlet pressure ratio
  • ในการคำนวณ Darcy friction factor (turbulent) มี 2 สมการให้เลือกใช้งานได้ คือ Swamee-Jain equation และ Colebrook-White equation แต่แนะนำให้ใช้ Swamee-Jain equation เพราะแก้สมการได้ง่ายกว่า
  • วิศวกรควรมีความรู้ในการ prorate pressure drop ด้วยสมการง่ายๆได้

วันนี้ผมขอมาแชร์เคล็ดลับคำนวณ pressure drop 4 ข้อ แบบเข้าใจลึกซึ้งจริงๆ อย่างทิ่วิศวกร 80% อาจจะยังไม่ทราบ

  1. คุณต้องรู้ว่า friction factor (f) มี 2 แบบคือ Darcy หรือ Fanning และสมการ pressure drop ก็มี 2 แบบในตำราคือ(1.1) และ (1.2) แล้วคุณจะรู้ได้ไงว่าคุณใช้ f แบบไหนอยู่?

ความจริงคือ คุณสังเกตได้ง่ายๆโดยดูสมการตรง laminar zone (Re < 2000) ว่าถ้าสมการคือ f = 64/Re คือ Darcy แต่ถ้าเป็น f = 16/Re คือ Fanning และถ้าคุณ          ใช้ Darcy คุณต้องใช้สมการ   (1.1) แต่ถ้าคุณใช้ Fanning ต้องใช้สมการ   (1.2) เท่านั้น

1.1) dP = f(L/D)(density*v2/2) ต้องใช้ Darcy (Moody) friction factor

1.2) dP = 4*f(L/D)(density*v2/2) ต้องใช้ Fanning friction factor

  1. ในกรณีของ gas (compressible fluid) คุณต้องแยกกรณีแบบนี้

2.1) dP < 10% of inlet P: ใช้ค่า density ของ inlet ได้เลย

2.2) 10% < dP < 40% of inlet P: ใช้ค่า density ที่เป็น average inlet & outlet

2.3) dP > 40% of inlet P: เปิดหนังสือหาสมการ adiabatic case (ท่อที่หุ้มฉนวนและสั้นๆ เช่นในกระบวนการผลิต) หรือ isothermal case (ท่อที่ไม่หุ้มฉนวนและยาวๆเช่น ท่อส่งก๊าซธรรมชาติ) หรือคำนวณ excel แบ่ง zone แล้วเปลี่ยนdensityตามzoneก็ได้นะ เราช่างฉลาดจุงเบย!!

  1. ในการคำนวณ Darcy friction factor (turbulent) มี 2 สมการให้เลือกใช้งานได้ แต่ถ้าแนะนำได้ ให้ใช้สมการ Swamee-Jain equation ซึ่งไม่ต้องใช้ solver แก้เหมือน Colebrook-White equation แต่ต้องจำไว้เสมอว่าคุณจะได้ Darcy ซึ่งต้องใช้กับสมการ (1.1) เท่านั้น

นอกจากนี้ยังมีเคล็ดลับประเมิน pressure drop (dP) เร็วขั้นเทพที่วิศวกรมืออาชีพควรต้องทราบ

ผมถามวิศวกรง่ายๆว่า ถ้าผมมีท่อยาวเส้นนึงที่มีของเหลวไหลผ่าน 10 T/hr และมี dP1 = 1 bar ถ้าผมลดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางภายใน (d)ลงครึ่งนึง โดยอัตราการไหลเท่าเดิม ผมควรจะเห็น dP2 = ?? เชื่อไหมว่าวิศวกรไทย 90% ตอบคำถามง่ายๆนี้ไม่ได้?

การลดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางภายในของท่อ D ลงครึ่งนึง (D2 = 0.5*D1) ทำให้ dP2 เพิ่มขึ้นประมาณเท่ากับ (D1/D2)^5 = (1/0.5)^5 = 32 เท่า!! นั่นหมายความว่า dP2 = 1 bar x 32 = 32 bar!!

ต้องออกตัวไว้ก่อนว่า ถ้าคำนวณให้แม่นยำจริงๆ ตัวเลขจะไม่ใช่ 32 เท่าเป๊ะ เพราะมี effect ของ friction factor ที่เปลี่ยนไปเวลาเปลี่ยนขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางท่อลง แต่ที่แน่ๆคือเส้นผ่านศูนย์กลางมีผลเยอะมากจริงๆจนน่าตกใจ

ผมตอบคำถามนี้ได้ในเวลาแค่ 5 วินาที เพราะผมรู้เคล็ดลับการ prorate pressure drop เพราะผมรู้ว่า dP แปรผันตรงกับ L และ Q^2 และ 1/d^5 ตามสมการที่แปลงมาในรูปของ flow rate แล้วดังในสมการที่แสดงต่อไปนี้


ABOUT THE AUTHOR

วิรุฬห์ ตัณฑะพานิชกุล

ที่ปรึกษาสมาคม TIChE

Publications

Post navigation

prev article
next article

Recent Posts

  • TNChE 2023 Traning Course: Put the right Process Safety in your Industry: for non-process safety engineer
  • TNChE 2023 Traning Course: Pneumatic Conveying System: Fundamental and Conceptual Design
  • TNChE 2023 Traning Course: PFD-P&ID and Basic Design of Process Plants
  • TNChE 2023 Traning Course: Simulation Model Development for CO2 Emission Reduction Workshop
  • TNChE 2023 Traning Course: 7 Distillation Techniques that Chemicals Engineer should know today

Recent Comments

No comments to show.
Categories
  • Activities 2561
  • Activities 2562
  • Activities 2563
  • Activities 2564
  • Events
  • Factory
  • News
  • News & Events
  • Power
  • Publications
  • Quotes
  • tnche2023_coursetraning
  • Training Course
  • Uncategorized
Recent Post
TNChE 2023 Traning Course: Put the right Process Safety in your Industry: for non-process safety engineer
24/05/2023
TNChE 2023 Traning Course: Pneumatic Conveying System: Fundamental and Conceptual Design
24/05/2023
TNChE 2023 Traning Course: PFD-P&ID and Basic Design of Process Plants
24/05/2023
TNChE 2023 Traning Course: Simulation Model Development for CO2 Emission Reduction Workshop
24/05/2023
Blog Tags
Activities 2564 Chemical Construction environment Events Industry Manufacture news Power & Energy process-control Products zero-carbon

MOBILE OPTIMIZED DESIGN

Quick and easy to use is the most important thing for selling product on mobile.
get in touch

Society Worldwide

  • Hydrocarbonprocessing
  • AIChE
  • ACS
  • Chemeng
  • Icheme
  • Gasprocessingnews
  • H2-tech
© 2019 Solustrid Industry Theme. All rights reserved.