Persamaan Darcy-Weisbach adalah cara standar dan bertujuan umum untuk menghitung kehilangan tinggi gesekan dalam pipa, yang dapat diterapkan pada aliran laminar dan turbulen setelah Anda mengetahui faktor gesekannya. Kalkulator ini menemukan head loss, penurunan tekanan ekuivalen, atau memecahkan faktor gesekan atau kecepatan yang hilang dari target head loss.

Cara kerja persamaan Darcy-Weisbach

Persamaan hf = f·(L/D)·(v²/2g) menyatakan bahwa kehilangan tinggi gesekan bertambah secara linier seiring dengan panjang pipa dan kuadrat kecepatan, namun mengecil seiring bertambahnya diameter. Faktor gesekan f mencakup segala sesuatu tentang kekasaran internal pipa dan pola aliran (laminar vs. turbulen) — faktor ini bukan konstanta tetap, dan harus dilihat dari grafik Moody atau dihitung dengan persamaan Colebrook untuk bilangan Reynolds dan kekasaran relatif tertentu. Setelah Anda mendapatkan f, perhitungan selanjutnya adalah aljabar lugas.

Masukan dan artinya

Panjang (L) dan diameter (D) keduanya berasal dari dimensi fisik pipa — gunakan diameter dalam, bukan ukuran nominal pipa, karena diameter lubang sebenarnya bervariasi menurut jadwal dan material. Kecepatan (v) adalah kecepatan aliran rata-rata; jika Anda hanya mengetahui laju aliran volumetrik, bagilah dengan luas penampang (πD²/4) terlebih dahulu. Karena kehilangan head berskala kuadrat kecepatan, peningkatan kecepatan yang kecil (dari pipa yang lebih kecil atau laju aliran yang lebih tinggi) menghasilkan kehilangan head yang jauh lebih besar — ini adalah masukan tunggal yang paling mungkin mengejutkan pengguna pertama kali.

Batasan dan kasus tepi

Persamaan Darcy-Weisbach hanya memperhitungkan gesekan sepanjang pipa lurus — tidak mencakup kerugian kecil dari fitting, katup, siku, atau efek masuk/keluar, yang perlu ditambahkan secara terpisah (biasanya sebagai panjang ekuivalen atau jumlah faktor K). Untuk sistem distribusi air, persamaan Hazen-Williams empiris kadang-kadang digunakan karena persamaan ini menghindari pencarian faktor gesekan, sehingga menyebabkan kekhususan air dan kurang akurat di luar rentang kecepatan yang dikalibrasi. Jika perkiraan faktor gesekan Anda tidak pasti, perlakukan hasil head-loss sebagai perkiraan dan periksa kembali dengan diagram Moody sebelum menyelesaikan desain pompa atau sistem.