Współczynnik tarcia dla przepływu turbulentnego: co, jak znaleźć

W tym artykule „Współczynnik tarcia dla przepływu turbulentnego” oraz współczynnik tarcia dla przepływu turbulentnego zostaną omówione kilka informacji. Powszechną metodą wyznaczania współczynnika tarcia dla przepływu turbulentnego jest wykres Moody'ego.

Współczynnik tarcia jest parametrem fizycznym, który jest bezwymiarowy. Przepływ turbulentny dla danego pola typu jest stały. Współczynnik tarcia dla przepływu turbulentnego zależy tylko od geometrii kanału i liczby Reynoldsa. Przepływ nazywa się turbulentnym, gdy liczba Reynoldsa jest większa niż 3500.

Jaki jest współczynnik tarcia dla przepływu turbulentnego?

Maksymalny układ płynu w obiektach jądrowych to praca z przepływem typu turbulentnego. Opór tego przepływu jest zgodny z równaniem Darcy – Weisbacha.

Tarcie przepływu turbulentnego jest pomiarem naprężenia ścinającego, które jest przykładane do ściany pręta lub rury podczas przepływu turbulentnego. Przepływ turbulentny jest zgodny z równaniem Darcy'ego – Weisbacha, które jest wprost proporcjonalne do kwadratu średniej prędkości przepływającego płynu w określonym obszarze.

Przepływ turbulentny:-

1. Kiedy wartość Liczba Reynoldsa jest ponad 3500 tego typu przepływu zwanego przepływem turbulentnym.
2. Analiza matematyczna przepływu turbulentnego nie jest łatwa.
3. Zbyt duża prędkość przepływu turbulentnego.
4. Nieregularny ruch pojawia się w płynach, które płyną ruchem turbulentnym.
5. Pojawia się średni ruch, w którym płynie boczny płyn.
6. Przepływ turbulentny na ogół bardzo powszechny typ przepływu.
7. Połączenia profil prędkości turbulentnego przepływu w określonym obszarze szybko spada, jeśli chodzi o ściankę rury lub pręta.
8. Profil prędkości turbulentnego przepływu w pewnym obszarze jest wyraźnie płaski, jeśli chodzi o środkową część pręta lub rury.

Współczynnik tarcia dla wzoru na przepływ turbulentny:

Równanie Colebrooka-White'a definiuje się jako f dla współczynnika tarcia Darcy'ego, funkcję dla liczby Reynoldsa jako R_e, chropowatość względna rury wyrażona jako, ε / Dh zarówno dla rur gładkich, jak i rur chropowatych.

Współczynnik tarcia dla wzoru przepływu turbulentnego wynosi,

lub,

Gdzie,

D_h (m , ft) = Średnica hydrauliczna do napełniania płynu w okrągłych przewodach

D_h = D= Wewnętrzna średnica obszaru, z którego płynie strumień turbulentny

R_h (m , ft) = Promień hydrauliczny do napełniania płynem w okrągłych przewodach

R_h = D/4 = Wewnętrzna średnica obszaru, z którego płynie przepływ turbulentny/4

Równanie Colebrooka jest rozwiązywane przez numerycznie ze względu na jego niejawną naturę. Teraz funkcja Lamberta W jest również używana do uzyskania jawnego przeformułowania równania Colebrooka.

lub,

Dostaniemy,

p^x = topór + b

Rozszerzone formy:-

Dodatkową postacią matematyczną równania Colebrooka jest:

Gdzie,

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

18.574 = 2.51 * 3.7 * 2

I,

Lub,

Gdzie,

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

Jak obliczyć współczynnik tarcia dla przepływu turbulentnego?

Proces obliczania współczynnika tarcia dla przepływu turbulentnego przedstawiono poniżej,

1. Najpierw musimy wyznaczyć wartość liczby Reynoldsa dla przepływu turbulentnego za pomocą tego wzoru,
2. ρ x V x D x μ
3. W kolejnym kroku należy obliczyć chropowatość względną ze wzoru k/D, której wartość nie przekracza 0.01
4. W ostatnim kroku użyj wzoru Moody'ego na chropowatość za pomocą liczby Reynoldsa,

Współczynnik tarcia dla przepływu turbulentnego w rurze:

Zakres współczynnika tarcia dla przepływu turbulentnego w rurze wynosi

Do gładkiej rury,

0.04 przy Re 4000 do 1.01 przy Re 3 x 10⁶

Do szorstkiej rury,

0.045 przy Re 4000 do 0.03 przy Re 3 x 10⁶

Współczynnik tarcia dla przepływu turbulentnego w rurze gładkiej:

Współczynnik tarcia dla przepływu turbulentnego w gładkiej rurze można wyjaśnić za pomocą korelacji Blasiusa. Korelacja Blasiusa jest najprostszą formą wyznaczenia współczynnika tarcia Darcy'ego.

Korelacja Blasiusa ma zastosowanie tylko do przepływu turbulentnego w rurach gładkich, nie ma zastosowania do przepływu turbulentnego w rurach nierównych. Wartość 100000 korelacji liczby Reynoldsa Blasiusa jest prawidłowa. W niektórych przypadkach przepływ turbulentny w nierównych rurach jest stosowany tylko ze względu na swoją prostotę.

Poniżej podano matematyczne równanie przepływu turbulentnego korelacji Blasiusa w nierównych rurach,

Następnie równanie jest korygowane i wyrażane jako,

Z,

Gdzie,

f jest funkcją dla,

D = Średnica rury wyrażona w metrach, stopach

R = Promień krzywej wyrażony w metrach, stopach

H = Skok helikoidalny wyrażony w metrach, stopach

Re = liczba Reynoldsa, która jest bezwymiarowa

Numer Reynoldsa ważny przez,

0 <H/D <25.4

Współczynnik tarcia dla przepływu turbulentnego w nierównej rurze:

Współczynnik tarcia Darcy'ego dla przepływu turbulentnego w nierównej rurze oznacza wartość liczby Reynoldsa większą niż 4000 wyrażoną równaniem Colebrooka – White'a.

lub,

Gdzie,

D_h (m , ft) = Średnica hydrauliczna do napełniania płynu w okrągłych przewodach

D_h = D = Wewnętrzna średnica obszaru, z którego płynie przepływ turbulentny

R_h (m , ft) = Promień hydrauliczny do napełniania płynem w okrągłych przewodach

R_h = D/4 = Wewnętrzna średnica obszaru, z którego płynie przepływ turbulentny/4

Równanie Colebrooka jest rozwiązywane przez numerycznie ze względu na jego niejawną naturę. Teraz funkcja Lamberta W jest również używana do uzyskania jawnego przeformułowania równania Colebrooka.

lub,

Dostaniemy,

p^x = topór + b

Rozszerzone formy:-

Dodatkową postacią matematyczną równania Colebrooka jest:

Gdzie,

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

18.574 = 2.51 * 3.7 * 2

I,

Lub,

Gdzie,

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

Współczynniki tarcia dla przepływu turbulentnego w rurach zakrzywionych:

Aby obliczyć spadek ciśnienia w wężownicy lub rurze, należy najpierw obliczyć współczynnik tarcia.

Współczynniki tarcia dla przepływu turbulentnego w zakrzywionych rurach omówiono poniżej,

D = Średnica wewnętrzna wężownicy lub rury

R = Dariusz cewki lub spirali rurowej

De = numer dziekana

Re_c = Przejściowa liczba Reynoldsa

f_c = Współczynnik tarcia wężownicy lub rury, która wygładza

f_szorstki = Współczynnik tarcia dla szorstkiej wężownicy lub rury

f_gładki = Współczynnik tarcia gładkiej wężownicy lub rury

Gdy w rurze lub wężownicy, która ma kształt zakrzywiony, pojawia się przepływ jednofazowy, w wężownicy lub rurze wprowadzany jest wtórny wzorzec przepływu, w tym czasie współczynnik tarcia i zachowanie płynu zaczynają się zmieniać.

Jako efekt stabilizacji przepływu płynu, na wyjściu zwiększa się liczba Reynoldsa w tym momencie, gdy przepływ wchodzi do wężownicy lub rury, przepływ przejściowy z przepływu laminarnego do przepływu turbulentnego.

Ta forma matematyczna warunku jest podana poniżej,

Do obliczenia współczynnika tarcia w rurze lub cewce potrzebna jest liczba Dziekan,

Po tym łatwo możemy określić współczynnik tarcia dla gładkiej cewki lub rury.

Dla,

De < 11.6

f_c = 64/Dot

Dla,

11.6 < De < 200

Dla, De > 2000

W celu obliczenia przepływów całkowicie turbulentnych określ współczynnik tarcia dla gładkiej wężownicy lub rury za pomocą tego równania,

Zakres jest,

Wykres Moody'ego współczynnika tarcia dla przepływu turbulentnego:

W przepływie turbulentnym zależność między liczbą Reynoldsa przedstawia się jako Re, współczynnik tarcia przedstawia się jako f_D, a względna chropowatość przedstawiana jako ∈/D jest skomplikowana.

Wyrażenie na współczynnik tarcia wykresu Moody'ego dla przepływu turbulentnego to:

Często zadawane pytania:-

Pytanie:- Napisz o Wykres współczynnika tarcia Darcy.

Rozwiązanie:- Wykres współczynnika tarcia Darcy jest kombinacją czterech parametrów fizycznych, takich jak współczynnik strat ciśnienia, liczba Reynoldsa i względna chropowatość wężownicy lub rury oraz stosunek średnicy wężownicy lub rury.

Wykres współczynnika tarcia Darcy'ego jest bezwymiarowym współczynnikiem fizycznym za pomocą równania Darcy-Weisbacha można zapisać jako,

Spadek ciśnienia można obliczyć jako,

Lub,

Wyrażenie na współczynnik tarcia Darcy'ego dla przepływu laminarnego to:

f_D = 64/Dot

W przepływie turbulentnym zależność między liczbą Reynoldsa przedstawia się jako Re, współczynnik tarcia przedstawia się jako f_D, a względna chropowatość przedstawiana jako ∈/D jest skomplikowana.

Wyrażenie na współczynnik tarcia Darcy'ego dla przepływu turbulentnego to: