I gcás an chuid is mó de shreabhadh uisce agus de chineál HVAC i bpíobán cruach dhosmálta, is gnách go mbíonn fachtóir cuimilte Darcy praiticiúil ann f ≈ 0.018–0.022 (raon suaite go hiomlán, "réidh-go-beagán-garbh"). I gcás líon níos airde Reynolds (sreabhadh an-tapa), f is minic a théann treochtaí i dtreo ~0.015–0.018 ; i gcás uimhreacha suaite níos ísle Reynolds (gar do 5,000–20,000), d’fhéadfadh f a bheith ~0.03–0.04 .
Chun a bheith cruinn, ríomh f ó uimhir Reynolds (Re) agus garbhacht cruach dhosmálta (ε) ag baint úsáide as comhghaol follasach (m.sh., Swamee-Jain nó Haalagus) nó cothromóid Colebrook.
Fachtóir cuimilte do phíobán déanta as cruach dhosmálta: cén luach atá le húsáid
Bain úsáid as an Fachtóir cuimilte Darcy (ar a dtugtar freisin fachtóir cuimilte Darcy-Weisbach) ach amháin má deir do chairt nó bogearraí go sainráite "Fanning." Is é an fachtóir Darcy 4× an fachtóir Fanning.
Meastachán tapa inchosanta nuair nach bhfuil an sreabhadh cruinn ar eolas agat go fóill:
- Uisce i ngnáthphíobáil dhosmálta (Re ~ 50,000–300,000): f ≈ 0.018–0.022
- An-ard Re (~1,000,000): f druidim go minic ~0.015–0.018
- Suaite níos ísle Re (~5,000–20,000): f go coitianta ~0.03–0.04
Ansin déan na céimeanna ríofa thíos a bheachtú nuair a bheidh trastomhas, ráta sreafa agus slaodacht sreabháin ar eolas agat.
Garbhacht cruach dhosmálta: an t-ionchur a thiomáineann an toradh
I sreabhadh suaite, braitheann fachtóir cuimilte go láidir ar roughness coibhneasta (ε/D). De ghnáth bíonn cruach dhosmálta “réidh,” ach tá an ε glactar leis fós tábhachtach.
| Dromchla / toimhde | Gairbhe iomlán, ε (mm) | Gairbhe iomlán, ε (m) | Cathain a úsáid |
|---|---|---|---|
| Glan dhosmálta (toimhde dearadh coitianta) | 0.015 | 1.5×10 | Píobán nua/glan, bunlíne coimeádach-ach-réidh |
| Beagán aosaithe/dlúth scannáin (riail an ordóg) | 0.03 | 3.0×10 | Má tá tú ag súil le taiscí nó le seirbhís faoi rialú níos lú |
| Coinníoll anaithnid (corrlach dearaidh) | 0.045 | 4.5×10 | Nuair is gá duit coimeádachas breise |
Ríomh gairbhe choibhneasta mar ε/D ag baint úsáide as an trastomhas inmheánach (ní méid ainmniúil). Is féidir fiú athruithe beaga ar D nó ε/D f a athrú go suntasach sa réigiún atá go hiomlán suaite.
Ríomh céim ar chéim (Re → f) is féidir leat muinín a bheith agat
1) Ríomh uimhir Reynolds
Le haghaidh píopa ciorclach iomlán:
Re = (V·D)/ν
- V = meántreoluas (m/s)
- D = trastomhas inmheánach (m)
- ν = slaodacht chinéimiteach (m²/s)
2) Roghnaigh an riail réimeas sreafa ceart
- Laminar (Re < 2300): f = 64/Re
- Idirthréimhseach (2300–4000): seachain “cruinneas”; deimhnigh le sonraí tástála nó bain úsáid as corrlaigh choimeádacha
- Suaite (Re > 4000): bain úsáid as ε/D le comhghaol follasach
3) Sreabhadh suaite: foirmlí praiticiúla follasacha
Dhá rogha shainráite a úsáidtear go forleathan (Darcy f):
- Swamee-Jain: f = 0.25 / [log10((ε/(3.7D)) (5.74/Re^0.9) )]^2
- Haalland: 1/√f = -1.8·log10( [ (ε/(3.7D))^1.11 ] [ 6.9/Ath ] )
Má tá bogearraí á atriall agat, is é Colebrook (intuigthe): an tagairt chlasaiceach:
1/√f = -2·log10((ε/(3.7D)) (2.51/(Re·√f)) )
Sampla oibrithe: fachtóir cuimilte píopa dhosmálta agus titim brú
Glac leis go bhfuil uisce in aice le 20 ° C, glan garbh dhosmálta ε = 0.015 mm (1.5×10⁻⁵ m), agus trastomhas inmheánach píopa D = 0.0525 m (thart ar ID Sceideal 40 2-orlach). Ráta sreafa Q = 50 gpm (0.003154 m³/s ).
Ríomh treoluas agus uimhir Reynolds
- Achar A = πD²/4 = 0.002165 m²
- Treoluas V = Q/A = 1.46 m/s
- Slaodacht chinéimiteach ν ≈ 1.0×10⁻⁶ m²/s
- Re = (V·D)/ν ≈ 7.6×10⁴
- Gairbhe coibhneasta ε/D ≈ 2.86×10⁻⁴
Ríomh fachtóir cuimilte (Swamee-Jain)
Fachtóir cuimilte Darcy f ≈ 0.0203
Aistrigh f go caillteanas brú (Darcy-Weisbach)
Ar fhad L = 100 m, dlús ρ ≈ 998 kg/m³:
ΔP = f·(L/D)·(ρV²/2) ≈ 41 kPa in aghaidh 100 m (thart 4.2 m ceann uisce in aghaidh an 100 m).
Tábla tagartha tapa: fachtóir cuimilte cruach dhosmálta vs uimhir Reynolds
Glacann na luachanna thíos leis ε = 0.015 mm and D = 0.0525 m (ε/D = 2.86×10⁻⁴), ag baint úsáide as an gcomhghaol Swamee–Jain. Bain úsáid as seo chun do thorthaí a sheiceáil.
| Uimhir Reynolds (Re) | Fachtóir cuimilte Darcy (f) | Léiriú tipiciúil |
|---|---|---|
| 5,000 | 0.038 | Suaitheadh íseal; f fós sách ard |
| 10,000 | 0.031 | Suaite luath; íogair do Re |
| 50,000 | 0.0219 | Réigiún deartha comónta le haghaidh uisce pumpáilte |
| 100,000 | 0.0194 | Suaite lár; f chobhsaíonn |
| 1,000,000 | 0.0156 | An-suaite; cur chuige roughness-rialaithe iompar |
Gaistí coitianta is cúis le fachtóirí cuimilte mícheart
- Úsáid méid píopa ainmniúil in ionad trastomhas inmheánach: Braitheann f ar ε/D agus braitheann caillteanas brú ar L/D, mar sin bíonn tábhacht le haitheantas faoi dhó.
- Fachtóirí cuimilte Darcy agus Fanning a mheascadh: más cosúil go bhfuil do thoradh 4 × as, is é seo an chúis is gnách.
- Neamhaird ar theocht an tsreabháin: athruithe ar shlaodacht Re; méaduithe uisce níos fuaire ν agus is féidir méadú f.
- Ag glacadh leis go bhfuil an dhosmálta “fíor-réidh” i gcónaí: is féidir le welds, scálú, nó buildup táirge údar a úsáid ε níos airde ná píopa nua, glan.
- Ag súil le cruinneas ard i sreabhadh idirthréimhseach: caitheamh le 2300-4000 mar rud éiginnte agus dearadh le corrlach.
Bun líne: Is minic a tháirgeann píopa cruach dhosmálta f timpeall 0.02 i seirbhísí uisce suaite coitianta, ach tagann an uimhir is iontaofa ó Re agus ε/D ag baint úsáide as comhghaol caighdeánach.
