ควรใช้ความขรุขระของท่อเท่าใดสำหรับเหล็กหล่อ?

เหล็กหล่อเคลือบแอสฟัลต์ใหม่จะมีความขรุขระสัมบูรณ์ประมาณ 0.12 มม. และค่า Hazen-Williams C เท่ากับ 130 เหล็กหล่อธรรมดาใหม่จะอยู่ที่ประมาณ 0.26 มม. และ C 110 ส่วนเหล็กหล่อเก่าที่มีคราบตะกรันอาจสูงถึง 1.5 มม. หรือมากกว่า โดยมีค่า C ต่ำเพียง 90 ถึง 100 ควรเลือกค่าที่ตรงกับสภาพท่อจริง ไม่ใช่แค่ตามหมายเลขแคตตาล็อก เพราะตะกอนและการกัดกร่อนจะทำให้ความขรุขระเพิ่มขึ้นตามกาลเวลา

เครื่องคำนวณการไหลในท่อ

คำนวณอัตราการไหล, ความเร็ว, เลขเรย์โนลด์, การสูญเสียพลังงาน (Head loss) และแรงดันตกคร่อมสำหรับของเหลวในท่อ เปรียบเทียบผลลัพธ์ระหว่าง Hazen-Williams และ Darcy-Weisbach + Colebrook-White พร้อมข้อมูลท่อสำเร็จรูป เช่น PVC, ทองแดง, เหล็ก, เหล็กหล่อ และ HDPE

ตัวอย่างด่วน

1 โหมดและหน่วย

ระบบหน่วย ระบบอังกฤษใช้นิ้ว, ฟุต, แกลลอน ระบบเมตริกใช้มิลลิเมตร, เมตร, m³/h

คำนวณหา เลือกตัวแปรที่ไม่ทราบค่า — ความดันลดจากการไหล หรือการไหล/ความเร็วจากความดันลด

สมการ อัตโนมัติจะคำนวณทั้ง Hazen-Williams และ Darcy-Weisbach เพื่อให้คุณเปรียบเทียบเคียงข้างกัน

2 เรขาคณิตของท่อ

เส้นผ่านศูนย์กลางภายใน D

ใช้เส้นผ่านศูนย์กลางภายในจริง ไม่ใช่ขนาดท่อระบุ (Nominal size)

ความยาวท่อ L

ความยาวท่อตรงทั้งหมด สำหรับข้อต่อให้บวกความยาวเทียบเท่าเพิ่มเข้าไป

3 วัสดุและของเหลว

วัสดุท่อ กำหนดค่า Hazen-Williams C และความขรุขระสัมบูรณ์ ε สำหรับ Darcy-Weisbach

ของเหลว เลือกน้ำที่อุณหภูมิใกล้เคียงที่สุด หรือค่ากำหนดอื่น หรือกำหนดเอง

Hazen-Williams C ค่า C ยิ่งสูงหมายถึงผิวท่อยิ่งเรียบ ปกติ: 150 (PVC), 120 (เหล็ก), 100 (เหล็กเก่า)

ความขรุขระสัมบูรณ์ ε (มม.) PVC ≈ 0.0015, เหล็ก ≈ 0.045, เหล็กหล่อเก่า ≈ 1.5 มม.

ความหนาแน่น ρ (กก./ลบ.ม.) น้ำ ≈ 1000, น้ำมัน ≈ 850, กลีเซอรีน ≈ 1260

ความหนืดจลน์ ν (cSt = 10⁻⁶ ม.²/วินาที) น้ำ 20 °C ≈ 1.0, น้ำมัน ≈ 40, กลีเซอรีน 50% ≈ 5.7 cSt

4 ค่าที่ทราบ

อัตราการไหล Q (ระบุหรือไม่ก็ได้)

ป้อนอัตราการไหล หรือปล่อยว่างไว้แล้วป้อนความเร็วด้านล่างแทน

ความเร็ว V (ระบุหรือไม่ก็ได้ แทนการไหล)

ft/s

ใช้เฉพาะกรณีที่ปล่อยช่องอัตราการไหลว่างไว้

ความดันลด / เฮดที่สูญเสียที่มีอยู่

ความดันจะถูกแปลงเป็นเฮดด้วย ΔP = ρ g h เครื่องคำนวณจะจัดการให้ทั้งสองอย่าง

Embed เครื่องคำนวณการไหลในท่อ Widget

เกี่ยวกับ เครื่องคำนวณการไหลในท่อ

เครื่องคำนวณการไหลในท่อ จะบอกให้คุณทราบว่าของเหลวมีพฤติกรรมอย่างไรภายในท่อวงกลม เพียงป้อนขนาดท่อ, ความยาว, วัสดุ และของเหลว พร้อมทั้งระบุอัตราการไหลหรือความดันลด — เครื่องมือนี้จะส่งคืนค่าความเร็ว, เลขเรย์โนลด์, สัมประสิทธิ์ความเสียดทาน, เฮดที่สูญเสีย และความดันลด โดยใช้สมการ Hazen-Williams และ Darcy-Weisbach + Colebrook-White ทำงานควบคู่กันเพื่อให้คุณเปรียบเทียบได้ นอกจากนี้ยังมีการแสดงภาพเคลื่อนไหวที่บอกว่าการไหลของคุณเป็นแบบราบเรียบ, ช่วงรอยต่อ หรือปั่นป่วน

สิ่งที่เครื่องคำนวณนี้ประมวลผล

ความเร็ว V ความเร็วเฉลี่ยของของเหลวในท่อ V = Q ÷ A ใช้สำหรับตรวจสอบเสียง, การกัดกร่อน และค้อนน้ำ

เลขเรย์โนลด์ Re Re = V·D / ν บอกรูปแบบการไหล — ต่ำกว่า 2300 คือแบบราบเรียบ สูงกว่า 4000 คือแบบปั่นป่วน

สัมประสิทธิ์ความเสียดทาน f สัมประสิทธิ์ความเสียดทานของ Darcy จาก Swamee-Jain (การประมาณค่า Colebrook-White แบบชัดแจ้ง) สำหรับการไหลแบบราบเรียบ f = 64 / Re

เฮดที่สูญเสีย h_f พลังงานที่สูญเสียไปกับความเสียดทานตามแนวท่อ แสดงในรูปแบบความสูงของลำของเหลว

ความดันลด ΔP ΔP = ρ·g·h_f ปั๊มต้องเอาชนะค่านี้เพื่อให้การไหลดำเนินต่อไปได้

อัตราการไหล Q ปริมาตรต่อหน่วยเวลา (gpm, L/s, m³/h, cfs) ผลคูณของความเร็วและพื้นที่หน้าตัด

สองสมการหลัก

Darcy-Weisbach เป็นสมการสากลสำหรับการไหลในท่อ ใช้ได้กับของเหลวหรือก๊าซทุกชนิด ในทุกรูปแบบการไหล และเป็นมาตรฐานหลักสำหรับการออกแบบทางวิศวกรรม:

\( h_f = f \cdot \dfrac{L}{D} \cdot \dfrac{V^2}{2g} \ )

สัมประสิทธิ์ความเสียดทาน \(f\) ขึ้นอยู่กับเลขเรย์โนลด์และความขรุขระสัมพัทธ์ เราใช้รูปแบบ Swamee-Jain ที่ชัดแจ้งของสมการ Colebrook-White สำหรับการไหลแบบปั่นป่วน และใช้ \(f = 64 / Re\) สำหรับการไหลแบบราบเรียบ

Hazen-Williams เป็นสูตรเชิงประจักษ์ที่ใช้ได้กับน้ำที่อุณหภูมิใกล้เคียงอุณหภูมิห้องในการไหลแบบปั่นป่วนเท่านั้น โดยใช้ค่าสัมประสิทธิ์ความขรุขระ C เพียงค่าเดียว:

\( h_f = \dfrac{10.67 \cdot L \cdot Q^{1.852}}{C^{1.852} \cdot D^{4.87}} \) (หน่วย SI)

คำนวณได้เร็วกว่าและแม่นยำสำหรับท่อส่งน้ำหลัก, ท่อดับเพลิง และการชลประทาน แต่อาจคลาดเคลื่อนได้ 5–25% จาก Darcy-Weisbach หากอยู่นอกช่วงการออกแบบที่กำหนด

ข้อมูลอ้างอิงความขรุขระของวัสดุท่อ

วัสดุ	Hazen-Williams C	ความขรุขระ ε (มม.)	การใช้งานทั่วไป
PVC / CPVC	150	0.0015	ระบบน้ำเย็นและน้ำร้อน
ทองแดง (ดึงขึ้นรูป)	140	0.0015	ระบบประปาในครัวเรือน
HDPE	140	0.007	ท่อน้ำฝังดิน, ก๊าซ, ระบายน้ำเสีย
สเตนเลส	130	0.015	อาหาร, สุขอนามัย, งานทะเล
เหล็กทั่วไป (ใหม่)	120	0.045	อุตสาหกรรม, น้ำมัน, น้ำหล่อเย็น
เหล็กชุบสังกะสี (ใหม่)	120	0.15	ท่อแนวดิ่งในอาคารเก่า
เหล็กหล่อ (เคลือบแอสฟัลต์ใหม่)	130	0.12	ท่อเมนน้ำฝังดิน
เหล็กหล่อ (ไม่เคลือบ)	110	0.26	ท่อเมนเก่า, ระบบระบายน้ำ
เหล็กหล่อ (เก่า, มีคราบตะกรัน)	90	1.5	ท่อเก่าที่ไม่ได้รับการบำรุงรักษา
คอนกรีต (ผิวเรียบ)	130	0.3	ท่อระบายน้ำฝน, การชลประทาน
เหล็กย้ำหมุด	110	3.0	ท่อส่งน้ำโรงไฟฟ้า, ระบบเก่ามาก

ความเร็วที่แนะนำตามการใช้งาน

น้ำประปา 2–7 ft/s มาตรฐานสำหรับอาคารบ้านเรือนและพาณิชย์ หากต่ำกว่า 1 ft/s ของแข็งจะตกตะกอน

น้ำร้อน 2–4 ft/s จำกัดความเร็วต่ำเพื่อป้องกันการกัดกร่อนในทองแดงและ CPVC ที่อุณหภูมิสูง

ท่อทางดูด 2–4 ft/s หลีกเลี่ยงการเกิดโพรงอากาศ (Cavitation) ที่ทางเข้าปั๊ม — รักษาความเร็วให้ต่ำ

ท่อทางส่ง 5–10 ft/s ความเร็วที่เหมาะสมในเชิงเศรษฐศาสตร์ที่ด้านท้ายของปั๊ม

ไอน้ำและก๊าซ 30–120 ft/s ขีดจำกัดของของไหลที่อัดตัวได้จะสูงกว่ามาก ควรใช้เครื่องมือเฉพาะทาง

ท่อระบายน้ำกึ่งหนึ่ง ≥ 2 ft/s ความเร็วในการทำความสะอาดตัวเองสำหรับท่อระบายน้ำโสโครกและน้ำฝน

วิธีใช้งานเครื่องคำนวณนี้

เลือกระบบหน่วยของคุณ — ระบบอังกฤษสำหรับงานประปา/โยธาในสหรัฐฯ ระบบเมตริกสำหรับพื้นที่อื่น
เลือกสิ่งที่จะคำนวณ — ความดันลดจากการไหลที่ทราบ หรือการไหล/ความเร็วจากความดันลดที่ทราบ ช่องข้อมูลที่เกี่ยวข้องจะปรากฏขึ้นโดยอัตโนมัติ
ป้อนข้อมูลท่อ — เส้นผ่านศูนย์กลางภายในจริง, ความยาว และวัสดุ วัสดุจะกำหนดทั้งค่า Hazen-Williams C และความขรุขระสัมบูรณ์สำหรับ Darcy-Weisbach
ป้อนข้อมูลของเหลว — เลือกน้ำที่อุณหภูมิใกล้เคียงที่สุด หรือเลือกค่ากำหนดอื่น (น้ำทะเล, ดีเซล, น้ำมัน, กลีเซอรีน, นม) หรือป้อนความหนาแน่นและความหนืดเอง
เลือกสมการ — เลือก "อัตโนมัติ" เพื่อดูการเปรียบเทียบทั้งสองวิธี หรือเลือกสมการเดียวหากคุณทราบข้อกำหนดของมาตรฐานที่คุณใช้
กด คำนวณ — ตัวเลขหลักคือคำตอบของคุณ แผงด้านข้างจะแสดงความเร็ว, เลขเรย์โนลด์, สัมประสิทธิ์ความเสียดทาน และเฮดสูญเสีย ตารางเปรียบเทียบจะแสดงทั้งสองวิธี และภาพเคลื่อนไหวจะบอกว่าคุณอยู่ในการไหลแบบราบเรียบ, ช่วงรอยต่อ หรือปั่นป่วน

คำถามที่พบบ่อย (FAQ)

Hazen-Williams และ Darcy-Weisbach แตกต่างกันอย่างไร?

Darcy-Weisbach เป็นสมการการไหลในท่อสากล สัมประสิทธิ์ความเสียดทาน f ขึ้นอยู่กับเลขเรย์โนลด์และความขรุขระสัมพัทธ์ ใช้ได้กับของเหลวหรือก๊าซทุกชนิดในทุกสภาวะ ส่วน Hazen-Williams เป็นสูตรเชิงประจักษ์ที่ใช้ได้เฉพาะกับน้ำที่อุณหภูมิห้องในการไหลแบบปั่นป่วนโดยใช้ค่า C เพียงค่าเดียว ซึ่งรวดเร็วแต่อาจคลาดเคลื่อน 5–25% จาก Darcy-Weisbach เมื่ออยู่นอกช่วงที่กำหนด — ควรใช้ Darcy-Weisbach สำหรับการออกแบบ และใช้ Hazen-Williams สำหรับการตรวจสอบเบื้องต้นเฉพาะน้ำ

เลขเรย์โนลด์คืออะไรและทำไมจึงสำคัญ?

เลขเรย์โนลด์ Re เท่ากับความเร็วคูณเส้นผ่านศูนย์กลางหารด้วยความหนืดจลน์ บอกรูปแบบการไหล: ต่ำกว่า 2300 คือราบเรียบ (ความหนืดมีผลเด่น ความเสียดทานขึ้นอยู่กับ Re เท่านั้น), สูงกว่า 4000 คือปั่นป่วน (ความขรุขระมีผล), และระหว่าง 2300 ถึง 4000 คือช่วงรอยต่อที่ไม่เสถียร ผู้ออกแบบมักจะกำหนดให้ระบบน้ำอยู่ในสภาวะปั่นป่วนเพื่อให้คาดการณ์ความดันลดได้แน่นอนกว่า

การแปลงความดันลดเป็นเฮดที่สูญเสียทำอย่างไร?

เฮดที่สูญเสีย h_f และความดันลด ΔP เชื่อมโยงกันด้วย ΔP = ρ·g·h_f ดังนั้นน้ำ 1 ฟุต ≈ 0.433 psi และน้ำ 1 เมตร ≈ 9.81 kPa เครื่องคำนวณจะแปลงให้โดยอัตโนมัติเมื่อคุณเลือกของเหลว

ควรใช้ความขรุขระเท่าใดสำหรับเหล็กหล่อ?

เหล็กหล่อเคลือบแอสฟัลต์ใหม่ประมาณ 0.12 มม. (C 130) เหล็กหล่อธรรมดาใหม่ประมาณ 0.26 มม. (C 110) เหล็กหล่อเก่าที่มีคราบตะกรันอาจถึง 1.5 มม. หรือมากกว่า (C 90) ควรเลือกค่าที่ตรงกับสภาพท่อจริงเพราะคราบตะกอนและการกัดกร่อนจะเพิ่มความขรุขระตามเวลา

เครื่องคำนวณนี้รวมข้อต่อและวาล์วด้วยหรือไม่?

ไม่ เครื่องคำนวณนี้ครอบคลุมเฉพาะความเสียดทานตามแนวท่อตรงเท่านั้น ในการรวมข้อต่อ, วาล์ว และจุดเชื่อมต่อ ให้บวกความยาวเทียบเท่าลงในความยาวท่อ หรือคำนวณการสูญเสียรองแยกเป็น K·V²/(2g) แล้วนำมาบวกกับผลลัพธ์

ความเร็วสูงสุดปกติสำหรับน้ำในท่อคือเท่าใด?

ระบบน้ำในอาคารมักจะอยู่ที่ 2–7 ft/s (0.6–2.1 m/s) ต่ำกว่า 1 ft/s ตะกอนจะตก สูงกว่า 7 ft/s เสียงและการกัดกร่อนจะเกิดขึ้น โดยเฉพาะในทองแดงและ CPVC หากเกิน 10 ft/s ความเสี่ยงจากค้อนน้ำจะสูงมาก สำหรับงานอุตสาหกรรมอาจสูงกว่านี้ได้ ควรตรวจสอบตามมาตรฐานการออกแบบของคุณ

ข้อจำกัดและคำสงวนสิทธิ์

เครื่องมือนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อการกำหนดขนาดเบื้องต้น การศึกษา และการตรวจสอบความเป็นไปได้ของการไหลสถานะเดียว ที่อัดตัวไม่ได้ และสม่ำเสมอในท่อวงกลมตรงที่มีของเหลวเต็มท่อ ไม่รองรับการไหลที่อัดตัวได้, การไหลสองสถานะ, ท่อที่มีของเหลวไม่เต็ม (ควรใช้สมการของ Manning), การไหลแบบเป็นจังหวะ, สเลอร์รี หรือของไหลที่ไม่ใช่แบบนิวตัน สำหรับการออกแบบขั้นสุดท้าย โปรดปฏิบัติตามมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง เช่น ASHRAE, AWWA, NFPA, ASME B31, ISO หรือผ่านการตรวจสอบโดยวิศวกรวิชาชีพ

อ้างอิงเนื้อหา หน้าหรือเครื่องมือนี้ว่า:

"เครื่องคำนวณการไหลในท่อ" ที่ https://MiniWebtool.com/th/เครื่องคำนวณการไหลในท่อ/ จาก MiniWebtool, https://MiniWebtool.com/

โดยทีมงาน miniwebtool อัปเดตเมื่อ: 2026-05-07