Třecí faktor Darcy: Co, jak najít, zmapovat, různé entity

V tomto článku bude diskutováno téma nazvané „Darcyho faktor tření“ a fakta související s Darcyho faktorem tření. V mechanice tekutin hraje rovnice Darcyho faktoru tření velmi důležitou roli.

Darcyho součinitel tření je fyzikální parametr, který souvisí se ztrátou hlavy nebo ztrátou tlaku z důvodu tření podél určité délky cívky nebo trubky k průměrné rychlosti nestlačitelné tekutiny. Darcyho součinitel tření je bezrozměrná fyzikální veličina.

Co je Darcyho třecí faktor?

Darcyho faktor tření je fyzikální parametr, který se používá k popisu ztráty cívky nebo potrubí v důsledku tření. Darcyho součinitel tření je použitelný jak pro průtok v otevřeném kanálu, tak pro průtok v uzavřeném kanálu.

Darcyho součinitel tření je fyzikální parametr, který je popsán jako fyzikální veličina, která se používá pro výpočet ztráty energie třením. Darcyho faktor tření je určen pro odpor v důsledku tření a rychlosti nestlačitelné tekutiny uvnitř cívky nebo potrubí.

Darcyho součinitel tření široce používaný v turbulentním proudění pro výpočet velikosti ztráty hlavy během tření v potrubí.

Vzorec pro Darcyho faktor tření:

Rovnice pro Darcyho faktor tření je uvedena níže,

H_f = 4fLv²/2gD

Kde,

H_f = Ztráta tlaku nebo ztráta hlavy

f = Součinitel součinitele tření nebo Součinitel součinitele tření

L = Délka cívky nebo trubky

v = rychlost nestlačitelné tekutiny

g = gravitační zrychlení (hodnota g je 9.8 metru za čtvereční sekundu)

D = Průměr cívky nebo trubky

Rovnice tlakové ztráty:-

Ve válcovém hadu nebo potrubí, kde v pohybu proudí nestlačitelná tekutina, válcovém hadu nebo potrubí, které mají jednotný průměr D, se během viskózního efektu objeví tlaková ztráta, která je vyjádřena jako Δp je přímo úměrná délce válcového tělesa. cívku nebo potrubí lze vyjádřit jako pomocí Darcy – Weisbachovy rovnice,

Kde,

Δp/L= Velikost tlakové ztráty na jednotku délky je vyjádřená v Pacalech na metr

f_D = Součinitel součinitele tření nebo Součinitel součinitele tření

v = rychlost nestlačitelná kapalina což je vyjádřeno v metrech za sekundu

D_H= Hydraulický průměr, který se vyjadřuje v metrech

ρ = Hustota kapaliny vyjádřená v kg na metr krychlový

Forma ztráty hlavy: -

Pojem tlakové ztráty vyjádřený jako Δh je tlaková ztráta z důvodu tření při stejné délce sloupce nestlačitelné tekutiny.

Matematická forma ztráty hlavy je,

Δp =ρgΔh

Δh= Ztráta hlavy se objevuje z důvodu tření při stejné délce cívky nebo trubky a jednotkou je metr.

g = gravitační zrychlení (hodnota g je 9.8 metru za čtvereční sekundu)

Je výhodné, když se při stejné délce cívky nebo trubky objeví ztráta hlavy z důvodu tření,

Kde,

L = Délka cívky nebo trubky a jednotky je metr

Darcy – Weisbachova rovnice může psát pro ztrátu hlavy,

Ve formě objemového průtoku: -

Vztah mezi objemovým průtokem a střední rychlostí proudění je,

Q = A *

Kde,

Q = Jednotka objemového průtoku je metr krychlový za sekundu

A = plocha průřezu cívky nebo trubky a jednotky je čtvereční metr

v = rychlost nestlačitelné tekutiny, která se vyjadřuje v metrech za sekundu

V cívce nebo potrubí proudí tekutina o průměru potrubí D_c,

Darcy – Weisbachovu rovnici lze zapsat jako,

Forma smykového napětí: -

Darcy – Weisbachova rovnice může být ve formě smykového napětí,

Jak vypočítat Darcyho součinitel tření?

Proces výpočtu faktor tření pro turbulentní proudění je uvedeno níže,

1. Nejprve musíme určit hodnotu Reynoldsovo číslo pro turbulentní proudění pomocí tohoto vzorce,
2. ρ x V x D x μ
3. V dalším kroku by měla být vypočtena relativní drsnost pomocí \\frac{k}{D} vzorce, jehož hodnota je menší než 0.01
4. V posledním kroku použijte Moodyho vzorec pro drsnost s pomocí Reynoldsova čísla,
5. f = 0.0055 x [1 + (2 x 10^4 xk/D +10⁶/Re)^1/3

Darcyho faktor tření pro laminární proudění:

Darcyho faktor tření pro laminární proudění lze zapsat jako,

Darcyho faktor tření pro laminární proudění v kruhových potrubích:-

f_D = 64/Re

Kde,

Re = Reynoldsovo číslo

Kde,

μ= Viskozita nestlačitelné kapaliny

v = μ/ρ

Darcyho faktor tření pro laminární proudění v nekruhových potrubích: -

f = K/Re

Rozsah Darcyho tření faktor pro laminární proudění v nekruhových potrubích je,

Laminární proudění:-

1. Když je hodnota Reynoldsova čísla menší než 2000, tento typ proudění se nazývá laminární proudění.
2. Matematická analýza turbulentního proudění je snadná.
3. Rychlost turbulentního proudění je příliš nízká.
4. Pravidelný pohyb se objevuje v tekutinách, které proudí v pohybu v laminárním proudění.
5. Laminární proudění obecně velmi vzácný typ proudění.
6. Profil rychlostí proudění laminárního na stěnu potrubí nebo tyče maximum.
7. Rychlostní profil laminárního proudění ve střední části tyče nebo trubky je minimální.
8. Objevuje se průměrný pohyb, ve kterém proudí boční tekutina.

Darcyho faktor tření pro turbulentní proudění:

Maximálním systémem tekutiny v jaderných zařízeních je práce s prouděním typu turbulentního proudění. Odpor tohoto toku se řídí rovnicí Darcy – Weisbach.

Tření turbulentního proudění je měřením smykového napětí, které působí ve stěně tyče nebo trubky během proudění turbulentního proudu. Turbulentní proudění se řídí Darcyho – Weisbachovou rovnicí, která je přímo úměrná druhé mocnině střední rychlosti proudící tekutiny v určité oblasti..

Turbulentní proudění:-

1. Reynoldsovo číslo je více než 3500.
2. Rychlost je příliš vysoká.
3. Objevuje se nepravidelný pohyb
4. Objevuje se průměrný pohyb, ve kterém proudí boční tekutina.
5. Rychlostní profil turbulentního proudění v určité oblasti rychle klesá, pokud jde o stěnu potrubí nebo tyče.
6. Rychlostní profil turbulentního proudění v určité oblasti je jasně plochý, pokud jde o středovou část tyče nebo trubky

Faktor tření pro vzorec turbulentního proudění:

Colebrook-Whiteova rovnice je definována jako f pro Darcyho faktor tření, funkce pro Reynoldsovo číslo jako R_e, relativní drsnost potrubí se vyjadřuje jako, ε / Dh pro hladké i hrubé trubky.

Faktor tření pro vzorec turbulentního proudění je,

nebo,

Kde,

D_h (m , ft) = Hydraulický průměr pro plnění kapaliny v kruhových potrubích

D_h = D= Vnitřní průměr oblasti, odkud proudí turbulentní proud

R_h (m , ft) = Hydraulický poloměr pro plnění kapaliny v kruhových potrubích

R_h = D/4= Vnitřní průměr oblasti, odkud proudí turbulentní proud/4

Colebrookova rovnice je pro svou implicitní povahu řešena numericky. Dnes se také používá funkce Lambert W k získání otevřeného přeformulování Colebrookovy rovnice.

a = 2.51/R_e

nebo,

10^-1/2 = sekera +b

p = 10^-1/2

dostaneme,

p^x = sekera + b

Rozšířené formuláře: -

Další matematický tvar Colebrookovy rovnice je,

Kde,

1.7384…. = 2 log (2 * 3.7) = 2 log (7.4)

18.574 = 2.51 * 3.7 * 2

A,

Nebo,

Kde,

1.1364…. = 1.7384… = – 2 log (2) = 2 log

(7.4) – 2 log (2) = 2 log (3.7)

9.287 = 18.574/2 = 2.51 * 3.7

Tabulka Darcyho faktoru tření:

Tabulka Darcyho faktoru tření je kombinací čtyř fyzikálních parametrů, jako je koeficient tlakové ztráty, Reynoldsovo číslo a relativní drsnost cívky nebo trubky a poměru průměru cívky nebo trubky.

Tabulka Darcyho faktoru tření je bezrozměrný fyzikální faktor s pomocí Darcy – Weisbachovy rovnice lze zapsat jako,

Pokles tlaku lze vypočítat jako,

Nebo,

Výraz pro Darcyho součinitel tření pro laminární proudění je,

V proudění turbulentů je vztah mezi Reynoldsovým číslem reprezentován jako Re, faktor tření je reprezentován jako f_Da relativní drsnost reprezentovaná jako ∈/D je komplikovaná.

Výraz pro Darcyho součinitel tření pro turbulentní proudění je,

Darcyho faktor tření pro různé materiály:

Darcyho faktor tření pro různé materiály je uveden níže,

Darcyho faktor tření pro potrubí:

Náladový graf nebo faktor tření pro potrubí je vykreslen relativní drsnost cívky nebo potrubí, která je vyjádřena jako ∈/D a Reynoldsovo číslo.

Darcyho faktor tření pro vodu:

Náladový graf nebo faktor tření je pro vodu odvozený jako tlaková ztráta vody na hadu nebo potrubí z důvodu tření mezi potrubím a proudem vody uvnitř něj.