Vad är Fanning Friction Factor?
Fanning-friktionsfaktorn är ett element i beräkningen av tryckförlust på grund av friktion i ett rör. Det är en funktion av rörets grovhet och turbulensnivån i vätskeflödet. Dessa faktorer kan bestämmas experimentellt men tas oftare från diagram och diagram. Siffrorna är måttlösa, vilket betyder att de inte har några måttenheter.
Vätsketrycket som strömmar genom ett rör minskar på grund av friktion mellan rörets innerväggar och den rörliga vätskan. Antingen pumpar eller tyngdkraften måste ge energi för att flytta vätska. I mycket långa rör är tryckfallet på grund av friktionsförlust så högt att vätskan inte flödar alls. Rörledningar, såsom Alaska-oljeledningen, kräver mellanliggande pumpstationer för att öka trycket.
En förståelse för tryckförlust som uppstår när vätskor rör sig genom rör är väsentlig i varje röranvändning. Det är avgörande för kemiska processer som använder rör som rörformiga flödesreaktorer. Rör som används som reaktorer ger reaktionsförhållanden där temperatur och tryck lätt regleras. Reaktionens uppehållstid och reaktionsavslutningsgrad är en funktion av rörets längd.
Exoterma reaktioner avger värme när de fortskrider. För att upprätthålla isotermiska förhållanden och en konstant Fanning-friktionsfaktor måste röret kylas i motströmsriktning. Endotermiska reaktioner, som absorberar värme, kommer att kräva motsatt behandling. Om isotermiska förhållanden inte upprätthålls, måste beräkningarna som använder Fanning-friktionsfaktorn tillfredsställa förändringen i viskositet och friktion som uppstår när vätskan blir varmare eller svalare.
Reynolds-tal är måttlösa mått på graden av turbulens i vätskan. I laminärt flöde med Reynolds nummer mindre än 2 000 rör sig vätskan med en kulaformad hastighetsprofil och lite blandning. Den maximala hastigheten inträffar i mitten av rörets tvärsnitt och är dubbelt så stort som vätskans medelström. Turbulent flöde, med fullständig blandning, inträffar vid Reynolds nummer över 3 000. En tunn buffertzon, med Reynolds nummer mellan 2 000 och 3 000, förekommer mellan de laminära och turbulenta zonerna.
En friktionfaktor kan bestämmas genom att mäta tryckfall över rörledningar som är tillräckligt stora i diameter för att vara skalbara för fält- eller anläggningsoperationer. Typiskt utförs dessa experiment om laminära flödesbetingelser behövs. Mer vanligtvis läses Fanning-friktionsfaktorn från ett diagram, eftersom de flesta pluggreaktorer drivs med höga Reynolds-nummer.
Grovheten på rörets inre yta bestäms genom mätning. Reynolds-talet beräknas utifrån rördiametern, fluidviskositet och tryckfall. Plotter av Fanning-friktionsfaktorn mot Reynolds-numret för rör med varierande grovhet finns i tekniska handböcker. Dessa böcker har också tabeller över ytråheten hos olika material.