Friksjon i slanger. Vil større diameter gi mindre motstand?

[Grønnskollingen]

Mens jeg satt i sofaen i går kveld begynte jeg å gruble på kjølevannsslanger...

 

Siden dette forumet er fullt av kunnskapsrike folk og kanskje til og med en hydrodynamiker skal jeg prøve å formulere spørsmålet mitt her:

 

I forbindelse med motorbytte har jeg lagt opp kjølevannsslange på ca 2 meter fra sjøvannsinntak på 12mm (1/2 tomme) via sjøvannsfilter til impellerpumpen.

Jeg hadde 19mm kjølevannsslange liggende og har brukt denne uten å endre gjennomføringen.

 

Vil motstanden i slangen reduseres hvis diameteren på slangen økes til tross for at det finnes en begrensing i røret (kjølevannsinntaket)? 

 

Finnes det hydrodynamiske grunner til å ikke bruke slanger som er større enn inntaket?

 

Økt diameter vil gi lavere hastighet på vannet noe jeg antar er bra, men vil den økte overflaten gi økt friksjon og dermed oppveie eventuelle fordeler? 

 

 

 

[nomen]

Nå er ikke jeg noen hydrodynamikker, men jeg tillater med allikevel å svare.

 

Større diameter gir mindre motstand ved stor gjennomstrømning, altså jo større jo bedre.

 

At gjennomføringen er liten, kan i liten grad kompenseres med større slange.

 

Nå vet ikke jeg hva slags motor det er snakk om her, men min VP TAMD30 suger så mye vann at hageslangen ikke klarer å fylle etter.

 

1/2 tom slange på 2 meter synes jeg høres lite ut, ville gått opp til 3/4 som minimum, kanskje helst 1 tom.

 

Er slange/gjennomføring for lite, sliter du fortere ut impelleren, (kavitasjon) så her er det ingen grunn til å være sparsom.

 

I teorien kan du aldri ha for stort kjølevannsinntak

Redigert 30.April.2015 av nomen (see edit history)

[pberg]

Jeg vil tro at restriksjonen i gjennomføringen vil gi en grense på den maksimale flow du kan ha i systemet, og den større slangediameteren vil gi mindre motstand enn en slange av mindre dimensjon. Når du øker diameteren med samme flow, vil hastigheten på strømmen gå ned, og dermed redusere friksjonen.

[Grønnskollingen]

Jeg vil tro at restriksjonen i gjennomføringen vil gi en grense på den maksimale flow du kan ha i systemet, og den større slangediameteren vil gi mindre motstand enn en slange av mindre dimensjon. Når du øker diameteren med samme flow, vil hastigheten på strømmen gå ned, og dermed redusere friksjonen.

 

Dette er dette jeg tror også. "Flow" dikteres av den minste diameteren, men den totale friksjonen blir positivt påvirket av en slange med større diameter på grunn av lavere friksjonstap.

 

 

 

Motoren er en 440cc kubota. Den er med andre ord ganske knøttliten sammenlignet med en TAMD30. 1/2 tom gjennomføring er adekvat ifølge manualen, men det jeg lurer på er hvordan den totale motstanden i slangestrekket påvirkes av en overdimensjonert slange. 

[Guest Avmønstret#]

Meeen, hva om pumpa ligger høyere enn vannlinja, vil ikke økt dimensjon da gjøre at en større mengde vann "drar ned" mot vannlinja?

[Gabi]

"Motstand" i rør består av singulærtap og friksjonstap. Singulærtap er formel k*v^2/2*g. Singulærtap er altså avhengig av vannhastigheten i punktet i annen potens. Dvs at hvis vannhastigheten er lav blir tapet også lavt. Er vannhastigheten høy blir tapet mye større.

 

Friksjonstap er med formel f*(l/d)*v^2/(2*g). Poenget er her at lengden er en faktor som utgjør en konstant faktor,mens diameter er i nevner som en konstant faktor. Men også her er vannhastigheten i annen potens. Dvs at øker du dimensjonen blir vannhastigheten lavere og friksjonen lavere.

 

Dette her er veldig forenklet forklart.

 

Dersom man i utgangspunktet har en dimensjon for liten inntaksdiameter får man økt singulærtap, noe man kan kompensere ved å øke dimensjonen på slangen etter inntaket.

 

I ditt tilfelle vil en økning i dimensjon på slangen gjøre at den klarer å transportere mer vann enn en mindre ledning, så dette skal gå veldig fint.

[Komodo]

Meeen, hva om pumpa ligger høyere enn vannlinja, vil ikke økt dimensjon da gjøre at en større mengde vann "drar ned" mot vannlinja?

Nei, det blir bestemt av væskesøylehøyden.

[Gabi]

Det er pumpen som generere et sug. Dersom tilførselsslangen er for liten blir friksjonen i ledningen kanskje så stor at det ikke er nok sugekraft igjen ved innløpet til å fylle på med den vannmengden som trengs og pumpa vil kun suge luft... Derfor er det dumt å ha en for liten inntaksslange.

[Herman]

Vil motstanden i slangen reduseres hvis diameteren på slangen økes til tross for at det finnes en begrensing i røret (kjølevannsinntaket)? 

Ja

 

Finnes det hydrodynamiske grunner til å ikke bruke slanger som er større enn inntaket?

En reduksjon i diameter fra slangen til inntaket vil medføre et lite trykktap, men i de hastighetene du har i denne slangen er det neglisjerbart. Så jeg ser ingen hydrodynamiske grunner til at det ikke vil lønne seg. Da spiller slangediameteren mye større rolle.

 

Økt diameter vil gi lavere hastighet på vannet noe jeg antar er bra, men vil den økte overflaten gi økt friksjon og dermed oppveie eventuelle fordeler? 

Som sagt av nopain99, vil friksjonen i et rør (eller en slange) øker med kvadratet av hastigheten. Den økte veggflaten er ikke med i denne formelen.

Redigert 30.April.2015 av Herman (see edit history)

[Grønnskollingen]

Gode, begrunnede svar. Tusen takk.

[sailorboy]

Du kan leke litt med denne kalkulatoren for å utfordre hydrodynamikerene her ....

 

http://www.efunda.com/formulae/fluids/calc_pipe_friction.cfm#calc

 

SailorBoy