Druckverlust in Kupferrohren

Referenzdaten zum Druckverlust in Kupferrohren nach Rohrdurchmesser und Durchfluss.

pressurelosscopperpipes

Übersicht

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Druckverlust in Kupferwasserrohren ist ein primärer Aspekt bei der Planung von Sanitärsystemen. Diese Referenz umfasst nahtlose Kupferrohre, die nach ASTM B88 in Typen K, L und M hergestellt werden, die sich durch Wandstärke und Betriebsbewertung unterscheiden. Typ K hat die dicksten Wände und ist für Hochdruck- und Unterirdisanwendungen ausgelegt; Typ L ist die Standardwahl für die meisten häuslichen Wasserverteilungen; Typ M hat die dünnsten Wände und ist auf Wohn- und Niederdruckanwendungen beschränkt.

Reibungsverluste (Hauptverluste) in diesen Rohren werden üblicherweise mit der Hazen-Williams-Gleichung und einem Rauheitskoeffizienten von C = 145 geschätzt, was die glatte Innenfläche von neuem Kupfer widerspiegelt.

Wichtige Formeln

Hazen-Williams Druckverlust (Imperial)

$\Delta P = \frac{4.52 \, Q^{1.852}}{C^{1.852} \, D^{4.87}}$

Dies ergibt den Reibungsdruckverlust pro 100 ft geradem Rohr in psi, wobei Q in gpm und D der Innendurchmesser in Zoll ist.

Fließgeschwindigkeit aus dem Volumenstrom

$v = \frac{Q}{A} = \frac{4\,Q}{\pi\,D^2}$

Die Geschwindigkeit ist entscheidend für die Erosionskontrolle und Lärmminderung in Kupferrohrleitungen.

Variablen

Symbol	Beschreibung	Einheit
ΔP	Pressure loss per 100 ft	psi
Q	Volumetric flow rate	gpm
C	Hazen-Williams roughness coefficient	—
D	Inside diameter	in
v	Strömungsgeschwindigkeit	ft/s
A	Cross-sectional area	in²

Rechner: Fließgeschwindigkeit

Fließgeschwindigkeit in einem Kupferrohr

Volumenstrom(gpm)

Innendurchmesser(in)

Einheitenumrechner

Die Originalquelle enthielt einen Einheitenumrechner-Abschnitt. Dieser migrierte Rechner hält Druckverlust, Wasserfluss, Rohrgrößen und Geschwindigkeitseinheiten zusammen für die Dimensionierung von Kupferrohren.

Einheitenumrechner für Druckverlust in Kupferrohren

Volumenstrom(US gpm)

Druckverlust(psi/100ft)

Rohrinnendurchmesser(in)

Wassergeschwindigkeit(ft/s)

Kupferrohrmaße — ASTM B88

10 Zeilen

Innendurchmesser nach Rohrtyp für gängige Nenngrößen.
Nenngröße	Außendurchmesser (in)	Typ K Innendurchmesser (in)	Typ L Innendurchmesser (in)	Typ M Innendurchmesser (in)
3/8	0.5	0.402	0.43	0.45
1/2	0.625	0.527	0.545	0.569
3/4	0.875	0.745	0.785	0.811
1	1.125	0.995	1.025	1.055
1-1/4	1.375	1.245	1.265	1.291
1-1/2	1.625	1.481	1.505	1.541
2	2.125	1.959	2.009	2.049
2-1/2	2.625	2.435	2.495	2.527
3	3.125	2.907	2.981	3.017
4	4.125	3.859	3.933	3.981

Quelle: ASTM B88

Druckverlust-Referenz — Typ L Kupfer (psi pro 100 ft)

11 Zeilen

Ungefährer Reibungsverlust in Typ L Kupferrohr (C = 145). Werte berechnet nach der Hazen-Williams-Gleichung. Verluste für Typen K und M unterscheiden sich leicht aufgrund der Wandstärke.
Durchflussrate (gpm)	1/2" (ID 0.545 in) (psi/100ft)	3/4" (ID 0.785 in) (psi/100ft)	1" (ID 1.025 in) (psi/100ft)	1-1/4" (ID 1.265 in) (psi/100ft)	1-1/2" (ID 1.505 in) (psi/100ft)	2" (ID 2.009 in) (psi/100ft)
1	3	0.7	0.2	—	—	—
2	10.1	2.4	0.8	0.3	—	—
3	20.7	5	1.5	0.6	0.3	—
4	34.3	8.4	2.6	1	0.5	—
5	51	12.6	3.8	1.5	0.8	0.2
8	—	29.3	8.9	3.5	1.8	0.5
10	—	44	13.4	5.3	2.7	0.8
15	—	—	27.8	11	5.6	1.6
20	—	—	46.5	18.4	9.3	2.7
25	—	—	—	27.6	14	4.1
30	—	—	—	38.6	19.5	5.7

Quelle: engineeringtoolbox.com

Druckverlust-Referenz — Typen K, L und M

Die Originalquelle bewahrt Druckverlustdaten für Kupferrohrtypen K, L und M als Bildtabellen. Die interaktive Tabelle unten stellt denselben Vergleich dar unter Verwendung der Hazen-Williams-Beziehung mit C = 145 und den oben aufgeführten ASTM B88 Innendurchmessern. Typ K hat den kleinsten Innendurchmesser und daher den höchsten Druckverlust; Typ M hat den größten Innendurchmesser und den niedrigsten Druckverlust bei gleicher Nenngröße und Durchfluss.

15 Zeilen

Berechneter Druckverlustvergleich für ASTM B88 Kupferrohrtypen K, L und M (Hazen-Williams C = 145).
Nenngröße	Flow (gpm)	Typ K (psi/100 ft)	Typ L (psi/100 ft)	Typ M (psi/100 ft)
1/2	1	3.57	3.04	2.45
1/2	2	12.86	10.95	8.84
1/2	3	27.2	23.17	18.7
3/4	3	6.35	4.91	4.19
3/4	5	16.32	12.61	10.77
3/4	8	39.04	30.18	25.79
1	5	4.41	3.81	3.32
1	10	15.88	13.72	11.94
1	20	57.2	49.41	43
1-1/2	20	10.08	9.31	8.29
1-1/2	30	21.32	19.69	17.54
2	30	6.5	5.74	5.21
2	50	16.72	14.77	13.4
3	100	8.2	7.25	6.84
4	200	6.55	5.97	5.62

Quelle: engineeringtoolbox.com

Druckverlust für Kupferrohrtypen K, L und M

Druckverlust-Referenz — Kupfer Typ L — Geschwindigkeitsvergleich

Reibungsverlust vs. Volumenstrom für Kupfer Typ L

Geschwindigkeitsrichtlinien

Die Begrenzung der Wassergeschwindigkeit schützt vor Erosionskorrosion, reduziert Geräusche und verlängert die Lebensdauer der Rohre.

Service	Maximum Velocity
Cold water	8 ft/s (2.4 m/s)
Hot water up to 140°F (60°C)	5 ft/s (1.5 m/s)
Hot water above 140°F (60°C)	2–3 ft/s (0.6–0.9 m/s)

Das Überschreiten dieser Grenzwerte beschleunigt die Lochfraßkorrosion in Kupfer, insbesondere bei erhöhten Temperaturen, bei denen die Aggressivität des gelösten Sauerstoffs zunimmt.

Fittings und Ventile

Die Originalquelle gibt an, dass der Druckverlust in Kupferrohr-Fittings und -Ventilen als äquivalente Rohrlänge ausgedrückt werden kann. Bei der praktischen Dimensionierung wird die äquivalente Länge für Bögen, T-Stücke, Reduzierstücke, Ventile, Siebe und Zähler zur gemessenen geraden Rohrlänge addiert, bevor die Druckverlusttabellen oder der Rechner angewendet werden.

Diagramm als PDF-Datei herunterladen: Druckverlust in Kupferrohren ASTM B88 - Typ K.

Quelldiagramm herunterladen und ausdrucken: Druckverlust in Kupferrohren ASTM B88 - Typ K. Überprüfen Sie auch die begleitende Quellenreferenz Kupferrohre - Druckverlust in Fittings und Ventilen ausgedrückt als äquivalente Rohrlänge, wenn ein System viele Fittings enthält.

Wiederhergestellte Originalquellentabellen

Die folgenden Tabellen wurden von der Originalquellenseite wiederhergestellt, um die vollständigen Referenzdaten zu erhalten.

Originalquellenbilder

Die folgenden Originalquellenbilder werden bewahrt, um visuelles Referenzmaterial nicht zu verlieren. Wenn ein Bild Diagramm- oder Tabellendaten enthält, werden die extrahierten Werte in den Seitentabellen, Rechnern oder interaktiven Diagrammen dargestellt; verbleibende Bilder werden als visuelle Quellenreferenzen beibehalten.

Kupferrohr Typ K - Druckverlustdiagramm Kupferrohr Typ K, L und M - Druckverlusttabelle

Technische Hinweise

Hazen-Williams-Einschränkungen. Die Gleichung ist eine empirische Korrelation, die für Wasser bei normalen Umgebungstemperaturen und turbulenter Strömung gilt. Sie ist nicht für viskose Fluide, Gase oder extreme Temperaturen außerhalb des typischen häuslichen Sanitärbereichs geeignet.
Rauheitskoeffizient C = 145 gilt für neues, sauberes Kupfer. Mit der Zeit können Kalkablagerungen oder Entzinkung in aggressivem Wasser C verringern, was die Verluste erhöht. Einige Planer verwenden C = 130–140 als konservativen Langzeitwert.
Armaturen und Ventile verursachen erhebliche geringe Verluste. Die Äquivalenzlängenmethode ist Standard: Jeder Fitting wird eine äquivalente Länge eines geraden Rohrs zugeordnet. Typische Werte reichen von 0,5 ft für einen 90°-Bogen bis zu 10+ ft für ein Schieberventil, je nach Größe.
Die Typauswahl ist wichtig. Die Typen K, L und M haben unterschiedliche IDs für die gleiche Nenngröße. Typ L hat etwa 3% mehr ID als Typ K; Typ M hat etwa 5% mehr als Typ K. Diese Unterschiede verschieben die Druckverlustwerte um mehrere Prozent bei gleicher Durchflussrate.
Höhen- und Temperaturkorrekturen. Die Dichte und Viskosität von Wasser ändern sich mit Temperatur und Höhe. Für präzise Arbeiten über 5.000 ft oder bei Temperaturen, die deutlich von 60°F abweichen, Korrekturfaktoren auf das Basis-Hazen-Williams-Ergebnis anwenden.

Referenzen

Originalquelle — Engineering ToolBox: Druckverlust in Kupferrohren
ASTM B88 — Nahtlose Kupferwasserrohre
Hazen-Williams-Gleichung mit C = 145 für Kupferrohre

Quelle: engineeringtoolbox.com