Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Wat is de wrijvingscoëfficiënt in een 6 inch ronde kanaal met snelheid 200cfm?

U kunt de wrijvingscoëfficiënt niet uitsluitend bepalen uit de diameter van de kanaal en de luchtstroomsnelheid. Dit is waarom:

* Wrijving is afhankelijk van oppervlakteruwheid: De wrijvingscoëfficiënt (F) hangt sterk af van het materiaal van het kanaal en zijn oppervlakteruwheid. Een glad kanaal heeft een lagere wrijvingscoëfficiënt dan een ruw kanaal.

* stroomregime: Het stroomregime in het kanaal (laminaire, turbulente of overgangs) beïnvloedt de wrijving aanzienlijk. Een turbulente stroming ervaart meestal een hogere wrijving.

* snelheid is niet genoeg: Hoewel snelheid wrijving beïnvloedt, is dit niet de enige factor. U moet rekening houden met het Reynolds -nummer van de stroom, dat zowel de snelheid als de diameter van het kanaal en de vloeistofeigenschappen bevat.

Hoe de wrijvingscoëfficiënt te berekenen:

1. Bepaal het Reynolds -nummer (RE):

- re =(ρ * v * d) / μ

* ρ =dichtheid van de vloeistof (lucht)

* v =snelheid (moet 200 cfm converteren naar ft/s)

* D =diameter van het kanaal (converteer 6 inches tot voeten)

* μ =dynamische viscositeit van de vloeistof (lucht)

2. Identificeer het stroomregime:

- Re <2300:laminaire stroom

- 2300 - re> 4000:turbulente stroming

3. Kies een vergelijking van de wrijvingsfactor:

- laminaire stroom: F =64 / Re

- Turbulente stroming: Gebruik een humeurige grafiek of vergelijkingen zoals de Colebrook -vergelijking.

Voorbeeld:

Laten we aannemen dat u een soepel stalen kanaal hebt en de wrijvingscoëfficiënt wilt schatten. Je zou moeten:

1. Bereken Re: U moet de dichtheid en viscositeit van lucht opzoeken bij de relevante temperatuur en druk.

2. Bepaal het stroomregime: Op basis van uw RE -waarde zou u het stroomregime identificeren.

3. Kies een geschikte vergelijking: Voor een glad kanaal kunt u een vereenvoudigde vergelijking gebruiken voor turbulente stroming of een humeurige grafiek.

Belangrijke opmerking: Het berekenen van de wrijvingscoëfficiënt voor complexe scenario's vereist vaak technische software of gespecialiseerde tools.