패닝 마찰 계수 란 무엇입니까?

패닝 마찰 계수는 파이프의 마찰로 인한 압력 손실을 계산하는 요소입니다. 파이프의 거칠기와 액체 흐름 내 난류 수준의 함수입니다. 이러한 요소는 실험적으로 결정될 수 있지만 차트와 다이어그램에서 더 자주 사용됩니다. 숫자는 차원이 없으므로 측정 단위가 없습니다.

파이프를 통과하는 액체의 압력은 파이프의 내벽과 이동 액체 사이의 마찰로 인해 감소합니다. 펌프 나 중력은 액체를 움직일 수있는 에너지를 제공해야합니다. 매우 긴 파이프에서는 마찰 손실로 인한 압력 강하가 너무 커서 액체가 전혀 흐르지 않습니다. 알래스카 오일 파이프 라인과 같은 파이프 라인은 압력을 높이기 위해 중간 펌핑 스테이션이 필요합니다.

파이프를 통해 액체가 이동할 때 발생하는 압력 손실을 이해하는 것은 모든 파이프 응용 분야에서 필수적입니다. 관형 흐름 반응기로 파이프를 사용하는 화학 공정에 중요합니다. 반응기로 사용되는 파이프는 온도와 압력을 쉽게 제어 할 수있는 반응 조건을 생성합니다. 반응 체류 시간 및 반응 완료 정도는 파이프 길이의 함수입니다.

발열 반응은 진행되면서 열을 방출합니다. 등온 조건과 일정한 Fanning 마찰 계수를 유지하려면 파이프를 역류 방향으로 냉각해야합니다. 열을 흡수하는 흡열 반응은 반대 처리가 필요합니다. 등온 조건이 유지되지 않으면 Fanning 마찰 계수를 사용한 계산은 액체가 따뜻해 지거나 차가워 짐에 따라 발생하는 점도 및 마찰의 변화를 충족해야합니다.

레이놀즈 수는 액체 내 난류도의 치수가없는 측정치입니다. 레이놀즈 수가 2,000 미만인 층류에서 액체는 총알 모양의 속도 프로파일과 혼합이 거의없이 움직입니다. 최대 속도는 파이프 단면의 중심에서 발생하며 액체의 평균 유량의 두 배입니다. 완전히 혼합 된 난류는 3,000 이상의 레이놀즈 수에서 발생합니다. 레이놀즈 수가 2,000에서 3,000 사이 인 얇은 완충 영역이 층류 영역과 난류 영역 사이에 발생합니다.

패닝 마찰 계수는 현장 또는 플랜트 작업에 맞게 확장 할 수있을 정도로 직경이 큰 배관에서 압력 강하를 측정하여 결정할 수 있습니다. 층류 조건이 필요한 경우 일반적으로 이러한 실험이 수행됩니다. 대부분의 플러그 흐름 리액터가 높은 레이놀즈 수로 작동하기 때문에 팬닝 마찰 계수는 차트에서 읽습니다.

파이프 내부 표면의 거칠기는 측정에 의해 결정됩니다. 레이놀즈 수는 파이프 직경, 유체 점도 및 압력 강하에서 계산됩니다. 거칠기가 다양한 파이프의 레이놀즈 수에 대한 패닝 마찰 계수 플롯은 엔지니어링 핸드북에서 사용할 수 있습니다. 이 책에는 다양한 재료의 표면 거칠기 표가 있습니다.