Branşman Bağlantılarında Yanal ve Gerçek Wye Bağlantısı Akış Dağılımı ve Basınç Kaybı

Bir boru ikiye ayrıldığında, ne kadar basınç kaybı yaşanacağına ve akışın ne kadar eşit paylaşılacağına, bölmeyi yapan bağlantı parçası karar verir. Astandart 90 derece tişörtsıvının keskin bir köşeye dönmesine neden olur. Yanal ve gerçek bir wye, bu köşeyi daha yumuşak bir açıyla değiştirir. İkisi sıklıkla karıştırılır ve bazı kataloglar bu isimleri birbirinin yerine kullanır, ancak geometrileri ve davranışları farklıdır.

Bu kılavuz farkı açıklar, Crane TP-410 yöntemini kullanarak basınç kaybını ve akış bölme sayılarını gösterir ve bunlar arasında seçim yapmanın pratik bir yolunu sunar. Her bölümde önce sonuç, sonra gerekçe belirtilir. Değerler açıklayıcı tarama hesaplamalarıdır; nihai tasarım boru mühendisinize aittir.

Temel Çıkarımlar

• Bir yanal, yaklaşık 45 derecelik bir dalla düz bir çizgiye sahiptir. Gerçek bir wye, girişi Y harfi şeklinde iki simetrik bacağa böler. Ticari kullanım değişiklik gösterir, bu nedenle her zaman çizimdeki geometriyi doğrulayın.
• Her ikisi de 90 derecelik bir T ile karşılaştırıldığında kaybı azaltır. Akışın yarısı branşmana giden eşit boyutlu borular için Crane yöntemi, 45 derecelik yanal hat için yaklaşık 0,38, 90 derecelik T T kesiti için ise 1,16'lık bir branş kayıp katsayısı verir; bu da kabaca %67 daha düşüktür.
• NPS 4 boruda suyun 2 m/s olduğu bir örnekte, bu fark T kolu için 2,31 kPa iken %50 bölünmede yan dal için 0,76 kPa'dır.
• Gerçek bir wye simetrik olduğundan aynı bacaklar akışı eşit olarak paylaşır. Bir yanal düz koşuyu tercih eder, bu nedenle aşağı yöndeki bacaklar önemli bir dirence sahip olmadığı sürece bölünme eşit değildir.
• Birleşen akışlar ayrıca 45 derecelik bir kavşakta 90 derecelik bir T şeklinde olduğundan daha az kayıp sağlar ve 45 derecelik bir giriş, bir yan akışın ana akışı bozma olasılığını azaltır.
• Yanal, wye ve gerçek wye kelimeleri her tedarikçi tarafından aynı şekilde kullanılmadığından satın alma siparişinde dahil edilen açıyı, boyutları, programı ve standardı (örneğin ASME B16.9) belirtin.

Lateral ve Gerçek Wye Arasındaki Fark Nedir?

Yanal, düz bir hat ve genellikle 45 derecelik bir açıyla birleştirilen tek bir dal içeren bir bağlantı elemanıdır; gerçek wye, bir girişin, giriş ekseninden eşit uzaklıkta açılı iki bacağa bölünerek bir Y oluşturduğu simetrik bir bağlantı elemanıdır.

İsimler farklı mesleklerden geliyor, bu yüzden kafa karışıklığına neden oluyorlar. Sıhhi tesisat işinde çalışan bir kişi bir "wye" isteyebilir, bir buharlı tesisatçı ise "45 derece yanal" isteyebilir ve her ikisi de aynı bağlantı anlamına gelebilir. Boru ve bağlantı parçaları kataloglarında yanal, 45 derecelik bir branşmana sahip düz bir geçiştir ve gerçek bir wye, ana girişi simetrik olarak iki çıkışa böler.

Kaynaklar gerçek bir wye'nin bacaklarını birden fazla şekilde tanımlar: bazıları giriş ekseninden her biri 22,5 derece uzakta (araları 45 derece) iki bacak tanımlar, diğerleri ise 45 derecelik iki çıkışı tanımlar. Bu nedenle sipariş verirken açının açıkça belirtilmesi gerekmektedir.

Yanal ve Gerçek Wye Bağlantı Parçaları Genel Olarak Nasıl Karşılaştırılır?

Yanal daha basittir, genellikle kaynaklanması daha kolaydır ve bir yol açıkça ana yol olduğunda iyi çalışır; gerçek bir wye, daha kompakt bir simetrik düzen ancak daha az yaygın kullanılabilirlik ile iki eşit bacak için simetrik, eşit dağılım sağlar.

Bağlantı parçaları tedarikçilerinden gelen pratik bir kural, yatay bir giriş için yanal bir girişin kendisini aşağıdan iyi bir şekilde desteklemesi, dikey bir giriş için ise gerçek bir wye'nin dengeli yükler vermesidir. Bunu bir düzen ipucu olarak kullanın ve ardından destek tasarımınızı kontrol edin.

Hangi Fittingde Basınç Kaybı Daha Düşük?

45 derecelik bir yanal veya wye, 90 derecelik bir T'den çok daha düşük dal kaybına sahiptir: eşit boyutlu borularda eşit bir bölünmede, Crane yöntemi, 45 derecelik dallanma için yaklaşık 0,38'lik K değerini verirken, 90 derecelik T'lik dallanma için 1,16'lık bir K değeri verir; bu, kabaca %67'lik bir azalmadır.

Bir bağlantı parçasındaki basınç kaybı ΔP=K × ρ × V² / 2 olarak yazılır; burada K, kayıp katsayısıdır, ρ sıvı yoğunluğudur ve V, birleşik (giriş) borudaki hızdır. Daha küçük bir K, daha az basınç kaybı anlamına gelir. Aşağıdaki tablo, açık kaynaklı bir mühendislik kütüphanesinde uygulandığı gibi, eşit boyutlu çalışma ve dallanma ile akışın ayrılması için Crane Teknik Belgesi 410 yöntemini kullanmaktadır. Bu yöntemdeki ilerleme kaybı katsayısı T ve yanal için aynıdır (bölünmeye bağlı olarak yaklaşık -0,06 ile 0,30 arasında değişir), dolayısıyla fayda dalda ortaya çıkar.

Tabloda iki model gösterilmektedir. Birincisi, 45 derecelik dallanmanın her bölünmede kaybı daha azdır. İkincisi, 90 derecelik bir T parçası, akışın büyük bölümü köşeyi döndüğünde akışta en sert olanıdır: dalın %100'ünde K, T noktası için yaklaşık 1,69, ancak 45 derecelik yanal için yaklaşık 0,35'tir.

Bu, baskı açısından ne anlama geliyor?

Birleşik NPS 4 Schedule 40S borusundaki 2 m/s'deki su (1.000 kg/m³) için branşman basınç kaybı şöyledir:

%50'lik bir bölünmede T kolu 2,31 kPa, yan dal ise 0,76 kPa kaybeder. Bağlantı başına yaklaşık 1,55 kPa'lık bir fark küçük görünebilir, ancak birçok bağlantı noktasında çarpılır ve hızın karesiyle birlikte artar: Hızın iki katına çıkması kaybı dört katına çıkarır. Yüksek hızlı veya yüksek yoğunluklu hizmetlerde veya çok sayıda branşmana sahip sistemlerde tasarruf önemli hale gelir ve bulamaç veya parçacık yüklü akış için daha yumuşak bir açı da erozyonu azaltır.

Dallanma Açısı Kaybı Nasıl Değiştirir?

Daha küçük dönüş açıları daha düşük kayıp sağlar: eşit bir bölünmede Crane yöntemi kullanıldığında K, 90 derecede yaklaşık 1,16'dan 60 derecede 0,75'e, 45 derecede 0,38'e ve 22,5 derecede 0,23'e düşer; gerçek bir wye fayda sağlar çünkü her bacak tam açının yalnızca bir kısmından döner.

Aşağıdaki tablo dallanma açısını aynı yöntemle değiştirmektedir. Düz bir gidişattan ayrılan tek bir dalı tanımlar, dolayısıyla gerçek bir yıldız hattı için kesin bir veri seti değil, trende yönelik bir kılavuzdur. Simetrik bir Y için üreticinin kayıp verilerini, Idelchik'in hidrolik direnç el kitabını veya bir CFD çalışmasını kullanın.

Yöntem, yaklaşık 75 derece ve üzerindeki açıları bir T şeklinde ele alır, dolayısıyla fayda yalnızca dallanma açısı bu aralığın altına düştüğünde ortaya çıkar. Öyle bile olsa eğilim açıktır: Akışın ne kadar az dönmesi gerekiyorsa, o kadar az enerji kaybeder.

Akış Dağılımı Yanal ve Gerçek Wye Arasında Nasıl Farklılaşır?

Gerçek bir wye, simetrik olduğu için iki özdeş bacak arasında akışı eşit bir şekilde böler, yanal ise düz hat boyunca daha büyük bir pay gönderir; aşağı yöndeki bacakların direnci arttıkça düzgünsüzlük küçülür.

Akış, her yol boyunca basınç düşüşü eşit olacak şekilde kendini böler. Yanal yönde, çalışma yolu ve dallanma yolu farklı bağlantı kayıplarına sahiptir, bu nedenle mükemmel simetrik bir aşağı akış sistemi hala eşit olmayan bir şekilde bölünür. Tablo, her biri hız yüklerinde ölçülen K_bacak direncine sahip iki özdeş akış aşağı bacak için kola giden akışın payını gösterir. Kabaca bir kılavuz olarak, 10'luk bir K_bacak, 0,02 sürtünme faktöründe yaklaşık 500 boru çapına sahip düz boruya karşılık gelir.

Aşağı yöndeki bacaklar kısa ve dirençleri düşük olduğunda (K_leg of 2), tişört, akışın yalnızca %23'ünü şubeye gönderir ve yanal, eşit bir bölünmeden uzak olarak akışın %36'sını gönderir. Her bir bacak 20'lik bir dirence sahip olduğunda (uzun koşular, valfler veya ekipman), her ikisi de %50'lik birkaç yüzdelik puan dahilinde gelir, ancak yanal kısım hala daha yakındır. Bunlar belirtilen varsayımlar altında tarama tahminleridir. Paralel ısı eşanjörleri, reaktörler veya brülörlerde olduğu gibi eşit dağıtım önemliyse, simetrik bir bağlantı parçası kullanın ve sürecin gerektirdiği yerlerde dengeleme cihazları ekleyin.

Akışlar Ayrılmak Yerine Birleştiğinde Ne Olur?

Akışların birleştirilmesi için, 45 derecelik bir bağlantı noktası 90 derecelik bir T'den daha azını kaybeder: eşit boyutlu borularda 50/50 birleştirmede, Crane yöntemi, T'ye karşılık 0,41'e karşılık yanal için yaklaşık 0,22'lik bir K dalını verir.

Sığ bir açıyla birleşme, yan akışın ana akışa hemen hemen aynı yönde katılmasını sağlar, bu da karışım türbülansını ve yan akışın akışa geri itilme olasılığını azaltır. Koleksiyon başlıkları, drenajlar ve süreç dönüşleri bundan faydalanır. Değerler birleşik çıkış hızına referanslıdır.

Ya Dal Koşudan Daha Küçükse?

Dallanmanın azalmasıyla, her iki bağlantı parçasında da kayıplar keskin bir şekilde artar, ancak 45 derecelik yanal, 90 derecelik T'nin oldukça altında kalır; örnekte, akışın yarısını alan yarım boyutlu bir dalın K'si yanal için yaklaşık 1,85 iken T'de 5,00'dır.

Bu değerler daha büyük kombine borudaki hıza referanslıdır ve yüksek sayılar küçük branşmandaki yüksek hızdan gelir. Bunları, branşın kendi sürtünmesi ve bağlantı parçaları dahil olmak üzere tam bir hidrolik hesaplamanın yerine geçmek için değil, bağlantı parçalarını karşılaştırmak için kullanın.

Standartlar, Boyutlar ve Üretim Nasıl Farklılaşır?

Alın kaynaklı yanal parçalar ASME B16.9 kapsamındadır ve yaygın olarak ASTM A403 WP304 ve WP316 gibi paslanmaz çelikten yapılır; gerçek wye'ler ise genellikle tedarikçiyle mutabakata varılan boyutlarda fabrikasyon veya özel bağlantı parçaları olarak tedarik edilir.

Standartlar: ASME B16.9, yan parçalar da dahil olmak üzere fabrikada üretilen dövme alın kaynaklı bağlantı parçalarını kapsar; merkezden uca uzunluklar gibi boyutlar boyuta göre belirtilir. Dövme soket kaynağı ve dişli yanal parçalar ASME B16.11 kapsamına girer.

Malzemeler: Paslanmaz çelik (A403 WP304/304L, WP316/316L), dubleks ve nikel alaşımları, aşındırıcı veya yüksek sıcaklıktaki hizmetler için yaygındır.

Duvar kalınlığı: bağlı borunun programını eşleştirin ve fabrikasyon veya azaltılmış versiyonların basınç değerini tedarikçiyle teyit edin.

Fabrikasyon bağlantı noktaları: kasık (dal ve hattın keskin kesişimi) en yüksek gerilimli konumdur, bu nedenle fabrikasyon bağlantı parçalarının tasarım kurallarına uygun olarak iyi kaynak kalitesi, muayene ve takviyeye ihtiyacı vardır; Dövme ve dikişsiz bağlantı parçaları daha düzgün bir gerilim dağılımı sağlar.

Boyut: Yanallar T'lere göre fiziksel olarak daha uzundur, bu nedenle düzende ekstra uzunluğa izin verin.

Branş takviyesi ve tasarım basıncı kuralları için, proses borularına yönelik ASME B31.3 gibi geçerli kuralları izleyin ve standart dışı bağlantı elemanlarının basınç değerleri için üreticiye danışın.

Lateraller ve Gerçek Wyes Tipik Olarak Nerede Kullanılır?

Daha az kaybın, daha az erozyonun veya daha kolay temizliğin önemli olduğu yerlerde kullanılırlar: çamur ve parçacık yüklü hatlar, drenaj ve atık hatları, toplama başlıkları ve daha yumuşak bir dallanmanın türbülansı azalttığı proses hatları.

• Bulamaçlı ve aşındırıcı servis: Yumuşak açı, montaj duvarındaki darbeyi azaltır ve 90 derecelik bir T ile karşılaştırıldığında erozyonu azaltır.
• Drenajlar, havalandırma delikleri ve atık hatları: 45 derecelik bir giriş, akışın aşağı yönde hareket etmesini sağlar ve temizliği kolaylaştırır.
• Toplama başlıkları: Yan akışların belli bir açıyla birleştirilmesi ana akıştaki rahatsızlığı azaltır.
• Simetrik bölünmeler: Gerçek bir wye, paralel ekipman hatları gibi iki eşit ayağı besler.
• Alanın dar olduğu veya branşmanın kısa ve düşük akışlı olduğu durumlarda, standart bir tişört yine de daha iyi ve daha ekonomik bir seçim olabilir.

Lateral, Gerçek Wye ve Tee Arasında Nasıl Seçim Yapmalısınız?

Bir yol ana yol olduğunda ve kayıp veya erozyon önemli olduğunda yanal bir yol seçin; iki eşit bacağın akışı eşit şekilde paylaşması gerektiğinde gerçek bir yıldız yolu seçin ve alan sınırlı olduğunda ve eklenen kayıp kabul edilebilir olduğunda standart bir tee seçin.

Lateral veya Gerçek Wye Siparişinde Neleri Belirtmelisiniz?

Bağlantı tipini ve açıyı, hat ve branşman boyutlarını, program veya duvar, standart, malzeme ve uç bağlantılarını basit terimlerle belirtin ve bir çizim ekleyin, böylece yıldız bağlantısı, yanal ve gerçek yıldız bağlantısı arasında belirsizlik kalmaz.

• Tip ve geometri: "45 derece yanal" veya "gerçek wye, X derece dahil açı", hangi ayağın koşu olduğunu gösteren bir çizim ile.
• Boyutlar: koşu boyutu ve dal boyutu, bağlantının azalıp azalmadığına dikkat edin.
• Her uç için duvar kalınlığı veya program.
• Standart ve malzeme: örneğin gerekli sertifikalara sahip ASME B16.9 ve ASTM A403 WP316L.
• Uç bağlantıları: alın kaynaklı, soket kaynaklı veya dişli ve ilgili standart.
• Özel gereksinimler: dövme ve fabrikasyon, muayene ve NDT, temizlik ve standart dışı tasarımlar için basınç derecesi.

Sıkça Sorulan Sorular

Yanal ve gerçek bir wye arasındaki fark nedir?

Yanal, bir kolu yaklaşık 45 derece olan düz bir koşudur. Gerçek bir wye, bir girişi iki simetrik bacağa böler. Ticari kullanım değişiklik gösterir ve bazı tedarikçiler "wye" ve "lateral" bağlantı elemanlarını aynı bağlantı parçası olarak ele alır; bu nedenle geometriyi belirtin.

Hangisinde daha düşük basınç düşüşü var; wye mi yoksa tişört mü?

Bir wye veya yanal. Eşit boyutlu borularda eşit bir bölünmede, Crane yöntemi, 90 derecelik bir T için yaklaşık 1,16 ile karşılaştırıldığında, 45 derecelik bir yanal için yaklaşık 0,38'lik bir dal kaybı katsayısı verir.

Gerçek bir wye eşit bir akış bölünmesi sağlar mı?

Evet, bağlantı parçası simetrik olduğu için iki özdeş alt bacak için. Bir yanal düz koşuyu tercih eder, bu nedenle aşağı yöndeki bacaklar yüksek dirence sahip olmadığı sürece bölünmesi eşit değildir.

Hangi standart yan bağlantı elemanlarını kapsar?

ASME B16.9 alın kaynaklı yan parçaları kapsar ve ASME B16.11 dövme soket kaynaklı ve dişli bağlantı parçalarını kapsar. Gerçek wye'ler genellikle özel veya fabrikasyon bağlantı parçaları olarak tedarik edilir.

Tam olarak değil. Yanal bir T, dal üzerinde 45 derecelik bir dirsek ile birleştirilmiş bir yanaldır, böylece dal koşuya dik olarak biter.

Bulamaç için wye bağlantı parçaları daha mı iyi?

Çoğu zaman evet. 45 derecelik açı, 90 derecelik T ile karşılaştırıldığında darbeyi ve türbülansı azaltır; bu da erozyonu azaltır ve temizlemeyi kolaylaştırır, ancak yine de erozyon ömrünü malzeme ve hız belirler.

Branşman bağlantısındaki basınç kaybını nasıl hesaplarım?

ΔP=K × ρ × V² / 2'yi kullanın; burada K, Crane TP-410 veya Idelchik gibi bir yöntemden gelir ve V, birleşik borudaki hızdır. K, akışın bölünmesine, boru boyutlarına ve branşman açısına bağlıdır.