Qual è il fattore di attrito Fanning?
Il fattore di attrito del ventilatore è un elemento nel calcolo della perdita di pressione dovuta all'attrito in un tubo. È una funzione della rugosità del tubo e del livello di turbolenza all'interno del flusso liquido. Questi fattori possono essere determinati sperimentalmente ma sono più spesso presi da grafici e diagrammi. I numeri sono senza dimensioni, il che significa che non hanno unità di misura.
La pressione del liquido che scorre attraverso un tubo diminuisce a causa dell'attrito tra le pareti interne del tubo e il liquido mobile. Le pompe o la gravità devono fornire l'energia per spostare il liquido. In tubi molto lunghi, la caduta di pressione dovuta alla perdita di attrito sarà così elevata che il liquido non scorrerà affatto. Le condutture, come il gasdotto dell'Alaska, richiedono stazioni di pompaggio intermedi per aumentare la pressione.
Una comprensione della perdita di pressione che si verifica quando i liquidi si muovono attraverso i tubi è essenziale in qualsiasi applicazione di tubazioni. È fondamentale per i processi chimici che utilizzano i tubi come reattori a flusso tubolare.I tubi utilizzati come reattori producono condizioni di reazione in cui la temperatura e la pressione sono facilmente controllate. Il tempo di permanenza di reazione e il grado di completamento della reazione sono una funzione della lunghezza del tubo.
Le reazioni esotermiche emettono calore mentre progrediscono. Per mantenere le condizioni isotermiche e un fattore di attrito a ventole costante, il tubo dovrà essere raffreddato in una direzione controcorrente. Le reazioni endotermiche, che assorbono il calore, richiederanno il trattamento opposto. Se le condizioni isotermiche non vengono mantenute, i calcoli che utilizzano il fattore di attrito del ventilatore dovranno soddisfare il cambiamento di viscosità e attrito che si verifica quando il liquido diventa più caldo o più fresco.
I numeri di Reynolds sono misure senza dimensioni del grado di turbolenza nel liquido. Nel flusso laminare con numeri di Reynolds inferiori a 2.000, il liquido si muove con un profilo di velocità a forma di proiettile e poca interarmixing. La velocità massima si verifica al centro della sezione trasversale del tubo ed è il doppio del flusso medio del liquido. Il flusso turbolento, con miscelazione completa, si verifica ai numeri di Reynolds superiori a 3.000. Una sottile zona tampone, con numeri di Reynolds tra 2.000 e 3.000, si verifica tra le zone laminare e turbolente.
Un fattore di attrito di ventola può essere determinato misurando le cadute di pressione attraverso le tubazioni abbastanza grandi di diametro da essere scalabili per le operazioni di campo o impianto. In genere, questi esperimenti vengono eseguiti se sono necessarie condizioni di flusso laminare. Più comunemente, il fattore di attrito del fanning viene letta da un grafico, poiché la maggior parte dei reattori a flusso di spina sono azionati con numeri elevati di Reynolds.
La rugosità della superficie dell'interno del tubo è determinata mediante misurazione. Il numero di Reynolds viene calcolato dal diametro del tubo, dalla viscosità del fluido e dalla caduta di pressione. Sono disponibili trame del fattore di attrito di Fanning contro il numero di Reynolds per tubi di rugosità variabileN Manuale di ingegneria. Questi libri hanno anche tabelle della rugosità superficiale di vari materiali.