Darcy-wrywingsfaktor: wat, hoe om te vind, grafiek, verskillende entiteite


In hierdie artikel sal die onderwerp genaamd "Darcy wrywing faktor" en Darcy wrywing faktor verwante feite bespreek word. In vloeimeganika speel die Darcy-wrywingsfaktorvergelyking 'n baie belangrike rol.

Die Darcy-wrywingsfaktor is 'n fisiese parameter wat verband hou met kopverlies of verlies aan druk as gevolg van wrywing langs die sekere lengte van 'n spoel of pyp tot die gemiddelde snelheid van die onsamedrukbare vloeistof. Die Darcy-wrywingsfaktor is 'n dimensielose fisiese hoeveelheid.

Wat is Darcy-wrywingsfaktor?

Die Darcy-wrywingsfaktor is 'n fisiese parameter wat gebruik word om die verlies vir 'n spoel of pyp as gevolg van wrywing te beskryf. Die Darcy-wrywingsfaktor is van toepassing op beide oopkanaalvloei en noukanaalvloei.

Beeld – Darcy Wrywingsfaktor;
Beeldkrediet – Wikimedia Commons

Die Darcy-wrywingsfaktor is 'n fisiese parameter wat beskryf word as dit 'n fisiese hoeveelheid is wat gebruik word om die wrywingsenergieverlies te bereken. Die Darcy-wrywingsfaktor word omhul vir weerstand as gevolg van wrywing en snelheid van die onsamedrukbare vloeistof binne 'n spoel of pyp.

Die Darcy-wrywingsfaktor word wyd gebruik in turbulente vloei vir die berekening van die hoeveelheid kopverlies tydens die wrywing in die pyp.

Darcy wrywing faktor formule:

Die vergelyking vir Darcy-wrywingsfaktor word hieronder gegee,

Hf = 4fLv2/2gD

waar,

Hf = Drukverlies of kopverlies

f = Wrywingskoëffisiënt of wrywingskoëffisiënt

L = Lengte van die spoel of pyp

v = Snelheid van die onsamedrukbare vloeistof

g = Versnelling as gevolg van swaartekrag (waarde van g is 9.8 meter per vierkante sekonde)

D = Deursnee van die spoel of pyp

Drukverliesvergelyking:-

In 'n silindriese spoel of pyp waar onsamedrukbare vloeistof in 'n beweging vloei, die silindriese spoel of pyp wat 'n eenvormige deursnee D het, verskyn die drukverlies tydens die viskose effek wat uitgedruk word as Δp direk eweredig is aan die lengte van die silindriese spoel of pyp kan uitgedruk word soos met behulp van Darcy – Weisbach-vergelyking,

waar,

Δp/L= Die hoeveelheid drukverlies van per lengte-eenheid is, wat uitgedruk word as Pacals per meter

fD = Wrywingskoëffisiënt faktor of Wrywingskoëffisiënt faktor

v = Snelheid van die onsamedrukbare vloeistof wat uitgedruk word as meter per sekonde

DH= Hidrouliese deursnee wat uitgedruk word as meter

ρ = Die digtheid van die vloeistof wat uitgedruk word as kg per kubieke meter

Kop verlies vorm:-

Die term van kopverlies wat uitgedruk word as Δh is die drukverlies verskyn as gevolg van wrywing in terme van dieselfde lengte van 'n kolom van die onsamedrukbare vloeistof.

Die wiskundige vorm van die kopverlies is,

Δp =ρgΔh

Δh= Die kopverlies verskyn as gevolg van wrywing in terme van dieselfde lengte van 'n spoel of pyp en eenheid is meter.

g = Versnelling as gevolg van swaartekrag (waarde van g is 9.8 meter per vierkante sekonde)

Dit is voordelig dat die kopverlies voorkom as gevolg van wrywing in terme van dieselfde lengte van 'n spoel of pyp is,

waar,

L = Lengte van die spoel of pyp en eenheid is meter

Darcy – Weisbach-vergelyking kan skryf vir kopverlies,

In die vorm van volumetriese vloei:-

Die verband tussen volumetriese vloeitempo en gemiddelde vloeisnelheid is,

Q = A *

waar,

Q = Volumetriese vloeitempo-eenheid is kubieke meter per sekonde

A = Dwarssnitoppervlakte van die spoel of pyp en eenheid is vierkante meter

v = Snelheid van die onsamedrukbare vloeistof wat uitgedruk word as meter per sekonde

In 'n spoel of pyp vloei die vloeistof met pypdiameter D_c,

Darcy – Weisbach-vergelyking kan geskryf word as,

Skuifspanning vorm:-

Darcy – Weisbach-vergelyking kan in die vorm van skuifspanning wees,

Hoe om Darcy-wrywingsfaktor te bereken?

Die proses van berekening wrywingsfaktor vir turbulente vloei word hieronder gegee,

  1. Aanvanklik moet ons die waarde van bepaal Reynolds nommer vir die turbulente vloei deur hierdie formule te gebruik,
  2. ρ x V x D x μ
  3. In die volgende stap moet relatiewe grofheid bereken word deur gebruik te maak van \frac{k}{D} formule wat waarde onder 0.01
  4. Gebruik in die laaste stap die Moody-formule vir die grofheid met behulp van Reynolds-nommer,
  5. f = 0.0055 x [1 + (2 x 10^4 xk/D +106/Re)1 / 3

Darcy wrywing faktor vir laminêre vloei:

Darcy wrywing faktor vir laminêre vloei kan geskryf word as,

Darcy-wrywingsfaktor vir laminêre vloei in sirkelvormige pype:-

fD = 64/Re

waar,

Re = Reynolds-getal

waar,

μ= Viskositeit van die onsamedrukbare vloeistof

v = μ/ρ

Darcy wrywing faktor vir laminêre vloei in nie-sirkelvormige pype:-

f = K/Re

Omvang van die Darcy wrywing faktor vir laminêre vloei in nie-sirkelvormige pype is,

Laminêre vloei:-

  1. Wanneer die waarde van Reynolds-getal minder as 2000 is, word hierdie tipe vloei laminêre vloei genoem.
  2. Wiskundige ontleding van die turbulente vloei is maklik.
  3. Die snelheid van die turbulente vloei is te laag.
  4. Gereelde beweging kom voor in vloeistowwe wat in 'n beweging in laminêre vloei vloei.
  5. Laminêre vloei in die algemeen baie skaars tipe vloei.
  6. Die snelhede profiel van die vloei laminêr die wand van die pyp of staaf maksimum.
  7. Die snelheidsprofiel van die vloeilaminêre in die middelste gedeelte van die staaf of pyp is minimum.
  8. Gemiddelde beweging verskyn in watter kantvloeistof vloei.
Beeld – 'n Nabyaansig van water wat afstort;
Beeldkrediet – Wikipedia

Darcy-wrywingsfaktor vir turbulente vloei:

Maksimum stelsel van die vloeistof in die kern fasiliteite is werk met die vloei tipe turbulente vloei. Die weerstand van hierdie vloei gehoorsaam die vergelyking van Darcy – Weisbach.

Die wrywing van die turbulente vloei is meting van die skuifspanning wat in die wand van 'n staaf of pyp toegepas word tydens die vloei van turbulent. Die vloei van turbulente is gehoorsaam aan die vergelyking van Darcy – Weisbach wat direk eweredig is aan die kwadraat van gemiddelde snelheid van die vloeiende vloeistof in 'n sekere area.

Turbulente vloei:-

  1. Reynolds getal is meer as 3500.
  2. Snelheid is te hoog.
  3. Onreëlmatige beweging verskyn
  4. Gemiddelde beweging verskyn in watter kantvloeistof vloei.
  5. Die snelheidsprofiel van die vloei turbulente in 'n sekere area is vinnig daal wanneer dit kom by die wand van die pyp of staaf.
  6. Die snelheidsprofiel van die turbulente vloei in 'n sekere area is duidelik plat wanneer dit kom by die middelste gedeelte van die staaf of pyp

Wrywingsfaktor vir turbulente vloeiformule:

Die Colebrook-White vergelyking word gedefinieer as f vir die Darcy wrywing faktor, die funksie van vir Reynolds getal as Re, pyp relatiewe grofheid druk uit as, ε / Dh vir beide gladde pype en growwe pype.

Die wrywingsfaktor vir turbulente vloeiformule is,

of,

waar,

Dh (m , ft) = Hidrouliese deursnee vir die vul van die vloeistof in sirkelvormige pype

Dh = D= Binnedeursnee van die area vanwaar vloei van turbulente vloei

Rh (m , ft) = Hidrouliese radius vir die vul van die vloeistof in sirkelvormige pype

Rh = D/4= Binnedeursnee van die area vanwaar vloei van turbulente vloei/4

Die vergelyking van Colebrook word opgelos deur numeries vir sy implisiete aard. Deesdae word Lambert W-funksie ook gebruik om uitgesproke herformulering van die vergelyking van Colebrook te verkry.

a = 2.51/Re

of,

10-1/2 = byl +b

p = 10-1/2

Ons sal kry,

px = byl + b

[latex]x = – \frac{w (-\frac{ln p}{a})p^-^b^/^a}{ln p} – \frac{b}{a}[/latex]

Dan,

[latex]f = \frac{1}{(\frac{(2W(\frac{ln 10}{2a})10^b^/^2^a}{ln 10} – \frac{b}{a })^2}[/latex]

Uitgebreide vorms:-

Bykomende wiskundige vorm van die vergelyking van Colebrook is,

[latex]\frac{1}{\sqrt{f}} = 1.7384 ….. – 2 log \left (\frac{2\varepsilon }{D_h} + \frac{18.574}{R_e\sqrt{f}} )[/latex]

waar,

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

18.574 = 2.51 * 3.7 * 2

En,

Of,

waar,

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

Darcy wrywing faktor grafiek:

Darcy wrywing faktor grafiek is 'n kombinasie van vier fisiese parameters soos, druk verlies koëffisiënt, Reynolds getal, en relatiewe grofheid van die spoel of pyp en deursneeverhouding van die spoel of pyp.

Darcy wrywing faktor grafiek is dimensielose fisiese faktor met die hulp van Darcy - Weisbach vergelyking kan geskryf word as,

Drukval kan bereken word as,

Of,

Darcy wrywing faktor
Beeld – Darcy Wrywing Faktor Chart; Beeldkrediet – Wikipedia

Die uitdrukking vir Darcy-wrywingsfaktor vir laminêre vloei is,

In die vloei van turbulente verteenwoordig die verband tussen Reynoldsgetal as Re, wrywingsfaktor as fD, en relatiewe grofheid verteenwoordig as ∈/D is ingewikkeld.

Die uitdrukking vir Darcy-wrywingsfaktor vir turbulente vloei is,

Darcy wrywing faktor vir verskillende materiale:

Die Darcy-wrywingsfaktor vir verskillende materiaal word hieronder gegee,

PypmateriaalAbsolute grofheid
voetemikron
Koper of getekende koper0.0000051.5
Kommersiële staal0.00015045
Beton0.001 - .01300 - 3000
Houtstaaf0.0006 - 0.003200 - 900
Smeed yster0.00015045
Geklinkte staal0.003 - 0.03900 - 9000

Darcy wrywing faktor vir pyp:

Die buierige grafiek of wrywingsfaktor vir pyp word die relatiewe grofheid van 'n spoel of pyp geplot wat uitgedruk word as ∈/D en Reynolds-nommer.

Darcy wrywing faktor vir water:

Die buierige grafiek of wrywingsfaktor is vir water afgelei as die drukverlies van water na spoel of pyp vir die rede van wrywing tussen die pyp en die watervloei binne-in dit.

Indrani Banerjee

Hi..Ek is Indrani Banerjee. Ek het my baccalaureusgraad in meganiese ingenieurswese voltooi. Ek is 'n entoesiastiese mens en ek is 'n persoon wat positief is oor elke aspek van die lewe. Ek lees graag Boeke en luister na musiek. Kom ons koppel deur LinkedIn-https://www.linkedin.com/in/indrani-banerjee-2487b4214

Onlangse plasings