Schätzung der Darcy-Reibungsfaktoren für den kritischen Fluss

Die Darcy-Weisbach-Gleichung wird verwendet, um die Reibungsdruckverluste in Rohren zu berechnen, die inkompressible Flüssigkeiten transportieren. Diese Gleichung verwendet einen dimensionslosen Darcy-Reibungsfaktor , der auch als Moody-Faktor bezeichnet wird, um die relative Rauheit der Rohroberfläche zu berücksichtigen.

Dieser empirische Faktor wurde von Moody experimentell bestimmt und wird normalerweise aus dem Moody-Diagramm abgelesen . Da ich die Druckabfallberechnung jedoch in Software implementiere, benötige ich eine nicht grafische Methode, um den Darcy-Reibungsfaktor zu ermitteln.

Gleichungen zur Berechnung des Darcy-Reibungsfaktors unter laminarer (Re <2320) und turbulenter (Re> 4000) Strömung sind leicht verfügbar. Ich konnte jedoch keinen finden, der für den Übergangsbereich zwischen laminarer und turbulenter Strömung (2320 <Re <4000) gilt, der auch als "kritische Zone" bezeichnet wird.

Ich verstehe, dass der Flüssigkeitsfluss in dieser Region komplex und schwer vorherzusagen ist. Gibt es jedoch eine häufig verwendete Methode, die vernünftige Schätzungen für den Reibungsfaktor in dieser kritischen Zone liefert ?

Ich habe eine Methode gefunden, die in einer Studienarbeit beschrieben wurde , aber sie wurde nicht von Experten begutachtet und ist nur auf glatte Rohre beschränkt. Ich bin auf der Suche nach etwas Bewährtem.

Wenn keine Formel verfügbar ist, wie gehen andere Ingenieure normalerweise vor, um dieses Problem zu mindern oder zu lösen?

Als Ingenieur brauchen Sie manchmal eine Antwort, und es ist vielleicht nicht die beste Antwort, aber Sie müssen eine bekommen.

In diesem Fall gibt es zwei Möglichkeiten, dies zu handhaben. Die erste wäre, die turbulente Strömung rückwärts bis zum Ende der laminaren Strömung zu extrapolieren . Da die turbulente Strömung immer höher ist als die laminare Strömung, erhalten Sie eine höhere als die tatsächliche Reibungsströmung in Ihren Rohrleitungen. Da Sie diese jedoch hauptsächlich zur Dimensionierung Ihrer Rohrleitungen, Pumpen usw. verwenden, werden Sie am Ende nur Wind - up Overengineering die Pumpen, Rohre, usw. Das ist keine schlechte Sache, aber es ist nicht erwünscht. Auf diese Weise haben Sie jedoch eine Antwort. Wenn Ihr Programm in diesem Fall eine Warnung ausgibt

"Dies ist in der turbulenten Zone, daher ist eine genaue Schätzung schwierig. Stattdessen wird eine konservative Menge angegeben. Ein besseres Design wäre entweder in der laminaren oder in der turbulenten Zone."

Und die meisten Ingenieure wären zufrieden.

Der zweite Weg wäre, zu verlangen, dass sich der Benutzer entweder im laminaren Bereich oder im turbulenten Bereich befindet. So gehen die meisten Ingenieure mit dieser Situation um - sie meiden die Region insgesamt. Auf diese Weise kann das System genau und effizient entworfen werden, um Überentwicklung zu vermeiden.