Was ist der Fanning -Reibungsfaktor?
Der Fanning -Reibungsfaktor ist ein Element bei der Berechnung des Druckverlusts aufgrund von Reibung in einem Rohr. Es ist eine Funktion der Rauheit des Rohrs und des Turbulenzniveaus innerhalb des flüssigen Flusses. Diese Faktoren können experimentell bestimmt werden, werden jedoch häufiger aus Diagrammen und Diagrammen entnommen. Die Zahlen sind dimensionlos, was bedeutet, dass sie keine Maßeinheiten haben. Entweder Pumpen oder Schwerkraft müssen die Energie liefern, um die Flüssigkeit zu bewegen. In sehr langen Rohren wird der Druckabfall aufgrund von Reibungsverlust so hoch sein, dass die Flüssigkeit überhaupt nicht fließt. Pipelines wie die Alaska Oil Pipeline erfordern mittelschwere Pumpstationen, um den Druck zu steigern. Es ist entscheidend für chemische Prozesse, die Rohre als Röhrenströmungsreaktoren verwenden.Als Reaktoren verwendete Rohre erzeugen Reaktionsbedingungen, bei denen Temperatur und Druck leicht gesteuert werden können. Die Residenzzeit des Reaktion und der Reaktionsabschluss sind eine Funktion der Länge des Rohrs.
exotherme Reaktionen geben beim Fortschreiten Wärme ab. Um die isothermen Bedingungen und ein konstanter Fächer-Reibungsfaktor aufrechtzuerhalten, muss das Rohr in einer Gegenstromrichtung abgekühlt werden. Endotherme Reaktionen, die Wärme absorbieren, erfordern die entgegengesetzte Behandlung. Wenn die isothermen Bedingungen nicht aufrechterhalten werden, müssen die Berechnungen unter Verwendung des Fanning -Reibungsfaktors die Änderung der Viskosität und Reibung erfüllen, die bei der Flüssigkeit wärmer oder kühler wird.
Reynolds -Zahlen sind dimensionslose Messungen des Turbulenzgrades in der Flüssigkeit. Im laminaren Fluss mit Reynolds-Zahlen von weniger als 2.000 bewegt sich die Flüssigkeit mit einem kugelförmigen Geschwindigkeitsprofil und wenig inzentRMIXING. Die maximale Geschwindigkeit tritt in der Mitte des Rohrquerschnitts auf und ist doppelt so hoch wie der durchschnittliche Flüssigkeitsfluss. Der turbulente Fluss mit vollständigem Mischen tritt bei Reynolds -Zahlen über 3.000 auf. Eine dünne Pufferzone mit Reynolds -Zahlen zwischen 2.000 und 3.000, tritt zwischen den laminaren und turbulenten Zonen auf.
Ein Fanning -Reibungsfaktor kann durch Messung der Druckabfälle über die Rohrleitungen bestimmt werden, die groß genug sind, um für Feld- oder Anlagenbetrieb skalierbar zu sein. Typischerweise werden diese Experimente durchgeführt, wenn laminare Flussbedingungen erforderlich sind. Häufiger wird der Fanning -Reibungsfaktor aus einem Diagramm gelesen, da die meisten Plug -Flow -Reaktoren bei hohen Reynolds -Zahlen betrieben werden.
Die Rauheit der Oberfläche des Rohrinnenraums wird durch Messung bestimmt. Die Reynolds -Zahl wird aus dem Rohrdurchmesser, der Flüssigkeitsviskosität und dem Druckabfall berechnet. Diagramme des Fanning -Reibungsfaktors gegen die Reynolds -Zahl für Rohre unterschiedlicher Rauheit sind verfügbar in Ingenieurhandbücher. Diese Bücher haben auch Tabellen mit der Oberflächenrauheit verschiedener Materialien.