Eficiență energetică a pierderii capului
Când un lichid circulă în interiorul unei țevi drepte, presiunea acestuia scade liniar de-a lungul conductei, chiar dacă este în poziție orizontală. Acest lucru se datorează fricțiunii dintre lichid cu pereții interiori ai țevii, ca urmare a fricțiunii interne dintre moleculele sale.
Acest căderea de presiune Δp, se numește pierderea de cap și depinde, printre alte variabile, de lungime L a tubului luat în considerare (distanța dintre cele două puncte în care se măsoară presiunea), diametru D țeavă, viteză, greutate specifică pefluid și a coeficient de frecare, λ, care depinde de rugozitatea suprafeței interioare a țevii și de caracteristicile fluxului curgător.
Dacă în loc să folosim unități de presiune propriu-zise, folosim „capul coloanei de apă”, ΔH, putem exprima aceste pierderi ca:
ΔH = λ [dR (L/D) (v 2/2g)]
| λ | Coeficientul de frecare al fluidului de transfer termic. |
| dR | Densitatea relativă a fluidului de transfer de căldură în raport cu apa. |
| L | Lungimea secțiunii țevii luate în considerare. |
| D | Diametrul țevii. |
| v | Viteza de circulație a fluidului de transfer de căldură prin conductă. |
| ΔH | Pierderea de cap într-o secțiune a conductei orizontale de lungime L, exprimată în mca. |
Pierderea de cap a unității, H, este:
H = ΔH/L = λ [dR (1/D) (v 2/2g)]
În general, determinarea lui λ este dificilă, recurgerea practic la abaci (vezi tabelele de la sfârșitul paginii) pentru a calcula aceste pierderi.
Metrele coloanei de apă, mca, reprezintă înălțimea în metri pe care ar avea o coloană verticală de apă, astfel încât presiunea statică, în partea de jos a acesteia, să fie aceeași cu căderea de presiune pe care o luăm în considerare.
De asemenea, trebuie luat în considerare faptul că atunci când curentul își pierde uniformitatea din cauza obstacolelor în conducție, cum ar fi supapele, constricțiile, coatele, schimbările de direcție etc. Sunt cauzate căderi de presiune locale sau singulare care trebuie luate în considerare, deoarece pentru a dimensiona corect conductele și electrocirculatorul, trebuie întotdeauna să luăm în considerare căderea totală de presiune, care este suma pierderilor de presiune liniare și locale.
Căderile de presiune locale sunt o funcție directă a pătratului vitezei și a tipului de obstacol și răspund la expresia generală:
ΔH ’= K (dR v’ 2/2g)