In dit artikel wordt het onderwerp met de naam "Darcy-wrijvingsfactor" en de aan Darcy-wrijvingsfactor gerelateerde feiten besproken. In de vloeistofmechanica speelt de Darcy-wrijvingsfactorvergelijking een zeer belangrijke rol.
De Darcy-wrijvingsfactor is een fysieke parameter die verband houdt met drukverlies of drukverlies als gevolg van wrijving langs de bepaalde lengte van een spoel of pijp tot de gemiddelde snelheid van de onsamendrukbare vloeistof. De Darcy-wrijvingsfactor is een dimensieloze fysieke grootheid.
Wat is de Darcy-wrijvingsfactor?
De Darcy-wrijvingsfactor is een fysieke parameter die wordt gebruikt om het verlies voor een spoel of pijp als gevolg van wrijving te beschrijven. De Darcy-wrijvingsfactor is toepasbaar voor zowel open kanaalstroom als gesloten kanaalstroom.
Image Credit - Wikimedia Commons
De Darcy-wrijvingsfactor is een fysieke parameter die wordt beschreven omdat het een fysieke grootheid is die wordt gebruikt voor het berekenen van het wrijvingsenergieverlies. De Darcy-wrijvingsfactor wordt gebruikt voor weerstand als gevolg van wrijving en snelheid van de onsamendrukbare vloeistof in een spoel of pijp.
De Darcy-wrijvingsfactor die veel wordt gebruikt in turbulente stroming voor het berekenen van de hoeveelheid drukverlies tijdens de wrijving in de pijp.
Darcy wrijvingsfactor formule:
De vergelijking voor Darcy-wrijvingsfactor wordt hieronder gegeven,
Hf = 4fLv2/2gD
Waar,
Hf = Drukverlies of drukverlies
f = wrijvingscoëfficiënt of wrijvingscoëfficiënt
L = lengte van de spoel of pijp
v = Snelheid van de onsamendrukbare vloeistof
g = versnelling door zwaartekracht (waarde van g is 9.8 meter per vierkante seconde)
D = Diameter van de spoel of pijp
Drukverliesvergelijking: -
In een cilindrische spoel of pijp waar onsamendrukbare vloeistof in een beweging stroomt, de cilindrische spoel of pijp die een uniforme diameter D heeft, treedt het drukverlies op tijdens het viskeuze effect dat wordt uitgedrukt als Δp is recht evenredig met de lengte van de cilindrische spoel of pijp kan worden uitgedrukt zoals met behulp van de Darcy-Weisbach-vergelijking,
Waar,
Δp/L= De hoeveelheid drukverlies per lengte-eenheid is, uitgedrukt als Pacals per meter
fD = Wrijvingscoëfficiënt of wrijvingscoëfficiënt
v = Snelheid van de onsamendrukbare vloeistof wat wordt uitgedrukt als meter per seconde
DH= Hydraulische diameter uitgedrukt in meter
ρ = De dichtheid van de vloeistof uitgedrukt in kg per kubieke meter
Hoofdverlies formulier:-
De term van drukverlies die wordt uitgedrukt als Δh is het drukverlies dat verschijnt als gevolg van wrijving in termen van dezelfde lengte van een kolom van de onsamendrukbare vloeistof.
De wiskundige vorm van het hoofdverlies is,
Δp =ρgΔh
Δh= Het drukverlies verschijnt als gevolg van wrijving in termen van dezelfde lengte van een spoel of pijp en de eenheid is meter.
g = versnelling door zwaartekracht (waarde van g is 9.8 meter per vierkante seconde)
Het is gunstig dat het drukverlies verschijnt vanwege wrijving in termen van dezelfde lengte van een spoel of pijp,
Waar,
L = Lengte van de spoel of pijp en unit is meter
Darcy – Weisbach-vergelijking kan schrijven voor hoofdverlies,
In de vorm van volumestroom:-
De relatie tussen volumestroom en gemiddelde stroomsnelheid is,
V = EEN *
Waar,
Q = Volumestroomeenheid is kubieke meter per seconde
A = Dwarsdoorsnede van de spoel of pijp en unit is vierkante meter
v = Snelheid van de onsamendrukbare vloeistof uitgedrukt in meter per seconde
In een spoel of leiding stroomt de vloeistof met leidingdiameter D_c,
Darcy - Weisbach-vergelijking kan worden geschreven als,
Schuifspanningsvorm: -
Darcy - Weisbach-vergelijking kan de vorm hebben van schuifspanning,
Hoe de Darcy-wrijvingsfactor te berekenen?
Het proces van rekenen wrijvingsfactor voor turbulente stroming wordt hieronder gegeven,
- Eerst moeten we de waarde van bepalen Reynolds getal voor de turbulente stroming met behulp van deze formule,
- ρ x V x D x
- In de volgende stap moet de relatieve ruwheid worden berekend met behulp van de \\frac{k}{D}-formule, die onder de 0.01 ligt.
- Gebruik in de laatste stap de Moody-formule voor de ruwheid met behulp van het Reynolds-getal,
- f = 0.0055 x [1 + (2 x 10^4 xk/D +106/Met betrekking tot)1/3
Darcy wrijvingsfactor voor laminaire stroming:
Darcy wrijvingsfactor voor laminaire stroming kan worden geschreven als,
Darcy wrijvingsfactor voor laminaire stroming in ronde buizen: -
fD = 64/Re
Waar,
Re = Reynoldsgetal
Waar,
μ= Viscositeit van de onsamendrukbare vloeistof
v = μ/ρ
Darcy-wrijvingsfactor voor laminaire stroming in niet-ronde buizen: -
f = K/Re
Bereik van de Darcy-wrijving factor voor laminaire stroming in niet-cirkelvormige buizen is,
Laminaire stroming:-
- Wanneer de waarde van het Reynoldsgetal kleiner is dan 2000, wordt dit type stroming laminaire stroming genoemd.
- Wiskundige analyse van de turbulente stroming is eenvoudig.
- De snelheid van de turbulente stroming is te laag.
- Regelmatige beweging verschijnt in vloeistoffen die stromen in een beweging in laminaire stroming.
- Laminaire stroming in het algemeen zeer zeldzaam type stroming.
- De snelheden profiel van de stroom laminair de wand van de buis of staaf maximaal.
- Het snelheidsprofiel van de laminaire stroom in het middengedeelte van de staaf of pijp is minimaal.
- Er ontstaat een gemiddelde beweging waarin zijvloeistof stroomt.
Image Credit - Wikipedia
Darcy wrijvingsfactor voor turbulente stroming:
Het maximale systeem van de vloeistof in de nucleaire faciliteiten is werken met het stromingstype turbulente stroming. De weerstand van deze stroom gehoorzaamt aan de vergelijking van Darcy – Weisbach.
De wrijving van de turbulente stroming is de meting van de schuifspanning die wordt uitgeoefend in de wand van een staaf of pijp tijdens de stroming van turbulent. De stroming van turbulent gehoorzaamt aan de vergelijking van Darcy - Weisbach die recht evenredig is met het kwadraat van de gemiddelde snelheid van de stromende vloeistof in een bepaald gebied.
Turbulente stroom:-
- Reynoldsgetal is meer dan 3500.
- Snelheid is te hoog.
- Onregelmatige beweging verschijnt
- Er ontstaat een gemiddelde beweging waarin zijvloeistof stroomt.
- Het snelheidsprofiel van de turbulente stroming in een bepaald gebied daalt snel als het gaat om de wand van de buis of staaf.
- Het snelheidsprofiel van de turbulente stroming in een bepaald gebied is duidelijk vlak als het gaat om het middengedeelte van de staaf of pijp
Wrijvingsfactor voor turbulente stromingsformule:
De Colebrook-White-vergelijking wordt gedefinieerd als f voor de Darcy-wrijvingsfactor, de functie van voor het Reynolds-getal als Re, pijp relatieve ruwheid uitgedrukt als, ε / Dh voor zowel gladde buizen als ruwe buizen.
De wrijvingsfactor voor turbulente stromingsformule is,
of,
Waar,
Dh (m , ft) = Hydraulische diameter voor het vullen van de vloeistof in cirkelvormige leidingen
Dh = D= Binnendiameter van het gebied van waaruit de turbulente stroom stroomt
Rh (m , ft) = Hydraulische straal voor het vullen van de vloeistof in cirkelvormige leidingen
Rh = D/4= Binnendiameter van het gebied van waaruit de turbulente stroom stroomt/4
De vergelijking van Colebrook wordt numeriek opgelost vanwege zijn impliciete aard. Tegenwoordig wordt de Lambert W-functie ook gebruikt om een uitgesproken herformulering van de vergelijking van Colebrook te verkrijgen.
a = 2.51/Re
of,
10-1/2 = bijl +b
p = 10-1/2
We zullen krijgen,
px = bijl + b
Uitgebreide vormen: -
Extra wiskundige vorm van de vergelijking van Colebrook is,
Waar,
1.7384…. = 2 stam (2 * 3.7) = 2 stam (7.4)
18.574 = 2.51 * 3.7 * 2
En
Of,
Waar,
1.1364…. = 1.7384… = – 2 log (2) = 2 log
(7.4) – 2 stam (2) = 2 stam (3.7)
9.287 = 18.574/2 = 2.51 * 3.7
Darcy wrijvingsfactor grafiek:
Darcy-wrijvingsfactorgrafiek is een combinatie van vier fysieke parameters zoals drukverliescoëfficiënt, Reynoldsgetal en relatieve ruwheid van de spoel of pijp en de diameterverhouding van de spoel of pijp.
Darcy-wrijvingsfactorgrafiek is een dimensieloze fysieke factor met behulp van Darcy - Weisbach-vergelijking kan worden geschreven als,
Drukval kan worden berekend als,
Of,
De uitdrukking voor Darcy wrijvingsfactor voor laminaire stroming is,
In de turbulente stroom wordt de relatie tussen het Reynolds-getal weergegeven als Re, de wrijvingsfactor wordt weergegeven als fD, en relatieve ruwheid wordt weergegeven als ∈/D is gecompliceerd.
De uitdrukking voor Darcy wrijvingsfactor voor turbulente stroming is,
Darcy wrijvingsfactor voor verschillende materialen:
De Darcy-wrijvingsfactor voor verschillende materialen wordt hieronder gegeven,
| Pijpmateriaal | Absolute ruwheid | |
| Voeten | microns | |
| Koper of getrokken messing | 0.000005 | 1.5 |
| Commercieel staal | 0.000150 | 45 |
| Beton | 0.001 – 01 | 300 - 3000 |
| houten staaf | 0.0006 - 0.003 | 200 - 900 |
| Smeedijzer | 0.000150 | 45 |
| Geklonken staal | 0.003 - 0.03 | 900 - 9000 |
Darcy wrijvingsfactor voor pijp:
De humeurige grafiek of wrijvingsfactor voor pijp wordt uitgezet als de relatieve ruwheid van een spoel of pijp die wordt uitgedrukt als ∈ / D en Reynoldsgetal.
Darcy wrijvingsfactor voor water:
De humeurige grafiek of wrijvingsfactor is voor water afgeleid van het drukverlies van water in een spoel of pijp vanwege wrijving tussen de pijp en de waterstroom erin.
Hallo..Ik ben Indrani Banerjee. Ik heb mijn bachelor werktuigbouwkunde afgerond. Ik ben een enthousiast persoon en ik ben een persoon die positief is over elk aspect van het leven. Ik hou van boeken lezen en naar muziek luisteren.