Reynolds Numbers

파이프 벽의 내부 거칠기 (e)로 인해 마찰 저항이 발생하여 국부 소용돌이를 생성 할 수 있습니다. 유체 내의 전류. 레이놀즈 수를 계산하면 파이프의 흐름이 층류 또는 난류인지 여부를 결정하는 데 도움이됩니다.
유리, 구리, 황동 및 폴리에틸렌과 같이 매끄러운 벽을 가진 파이프는 마찰 저항이 적으므로 마찰이 더 적습니다. 콘크리트, 주철 및 강철과 같이 내부 거칠기가 더 큰 파이프보다 손실이 발생합니다.
파이프에서 유체 흐름의 속도 프로파일은 흐름 중앙의 유체가 가장자리쪽으로 유체 흐름보다 더 빠르게 이동 함을 보여줍니다. 스트림의. 따라서 유체 내의 층간 마찰이 발생합니다.
점도가 높은 유체는 더 천천히 흐르고 일반적으로 와류를 생성하지 않으므로 파이프의 내부 거칠기는 파이프의 흐름에 대한 마찰 저항에 거의 또는 전혀 영향을 미치지 않습니다. 이 조건을 층류라고합니다.

레이놀즈 수 계산

유동 속도에 내부 파이프 직경을 곱하여 (관성력을 구하기 위해) 유동 유체의 레이놀즈 수 (Re)를 계산합니다. 그 결과를 동점도 (단위 길이 당 점성력)로 나눕니다.
동점도 = 동점도 / 유체 밀도
레이놀즈 수 = (유속 x 파이프 내부 직경) / 동점도

파이프의 층류

계산 된 레이놀즈 수가 2300 미만일 때 층류가 발생하며이 경우 유동 저항은 파이프 벽 거칠기와 독립적입니다.

파이프의 난류 흐름

레이놀즈 수 계산이 4000을 초과하면 난류가 발생합니다.

유동 내에 와류가 발생할 때 파이프의 내부 거칠기 대 내부 거칠기의 비율 마찰 계수를 계산하기 위해 파이프의 직경을 고려해야하며, 이는 다시 계산에 사용됩니다. 늦게 발생하는 마찰 손실.

직경이 작은 파이프의 경우 내부 거칠기가 마찰 계수에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 직경이 큰 파이프의 경우 와전류의 전체적인 영향은 덜 중요합니다.

이 링크를 사용하여 다양한 파이프 재료의 내부 거칠기에 대한 정보를 볼 수 있습니다.

파이프의 상대적 거칠기와 Reynolds 수를 사용하여 마찰 계수 차트를 그릴 수 있습니다.

층류와 난류 유동 조건 (Re 2300 ~ Re 4000) 사이에 유동이 발생하면 유동 조건이 임계로 알려져 있으며 예측하기 어렵습니다. . 여기서 흐름은 완전히 층류도 아니고 완전히 난류도 아닙니다. 두 흐름 조건의 조합입니다.

Colebrook-White 방정식은 난류 흐름에 대한 마찰 계수를 계산하는 데 사용됩니다.

마찰 계수는 Darcy-에서 사용됩니다. 파이프의 유체 마찰 손실을 계산하는 Weisbach 공식