ファニング摩擦係数は何ですか？

ファニング摩擦係数は、パイプの摩擦による圧力損失の計算の要素です。これは、パイプの粗さと液体の流れ内の乱流のレベルの関数です。 これらの要因は実験的に決定できますが、チャートや図から採取されることがよくあります。数字は無次元です。つまり、測定単位はありません。

パイプの内壁と移動液の間の摩擦により、パイプを流れる液体の圧力は減少します。ポンプまたは重力のいずれかが液体を動かすためのエネルギーを提供する必要があります。非常に長いパイプでは、摩擦損失による圧力低下は非常に高く、液体がまったく流れません。アラスカオイルパイプラインなどのパイプラインでは、圧力を高めるために中間ポンプステーションが必要です。

パイプを通過するときに発生する圧力損失の理解は、どの配管用途でも不可欠です。 パイプを管状の流れ反応器として使用する化学プロセスにとって重要です。反応器として使用されるパイプは、温度と圧力が簡単に制御される反応条件を生成します。反応滞留時間と反応の完了度は、パイプの長さの関数です。

発熱反応は、進行するにつれて熱を放出します。等温条件と一定の扇動摩擦係数を維持するには、パイプを反電流方向に冷却する必要があります。熱を吸収する吸熱反応には、反対の治療が必要になります。 等温条件が維持されていない場合、ファニング摩擦係数を使用した計算は、液体が暖かくなったり涼しくなったりするにつれて発生する粘度と摩擦の変化を満たす必要があります。

レイノルズ数は、液体の乱流の程度の無次元の尺度です。 レイノルズ数が2,000未満のラミナーの流れでは、液体が弾丸型の速度プロファイルとほとんどinteで動きませんrmixing。最大速度は、パイプ断面の中心で発生し、液体の平均流量の2倍です。 完全な混合を伴う乱流は、3,000を超えるレイノルズ数で発生します。 レイノルズ数が2,000〜3,000の薄いバッファーゾーンは、層流と乱流ゾーンの間で発生します。

ファンニング摩擦係数は、直径が十分に大きいパイピング全体の圧力降下を測定して、フィールドまたはプラントの操作に合わせてスケーラブルであることを決定できます。 通常、これらの実験は、層流の条件が必要な場合に実行されます。 より一般的には、ほとんどのプラグフローリアクターは高いレイノルズ数で動作しているため、ファニング摩擦係数はチャートから読み取られます。

パイプ内部の表面の粗さは、測定によって決定されます。レイノルズ数は、パイプの直径、流体粘度、および圧力降下から計算されます。 さまざまな粗さのパイプのレイノルズ数に対するファニング摩擦係数のプロットが利用可能ですinエンジニアリングハンドブック。これらの本には、さまざまな素材の表面粗さの表もあります。