摩擦系数表达式

摩擦系数 是 Darcy-Weisbach 方程的组成部分,用于计算因管壁的管道处的流体剪切导致的压头损失。

摩擦系数 确定管道或风管系统中的摩擦损失,具体取决于管道的等效砂粒粗糙度系数 (e/D) 和流经该管道的流体的雷诺数 Re

注: 对于湍流(即以高雷诺数流动), 独立于雷诺数。

无量纲摩擦系数 的功能行为完全显示在莫迪图中,这对于可压缩流体和不可压缩流体都是有效的。为了以数字方式求解摩擦系数,必须将莫迪图简化为可编程的形式。有多个半经验关系式,可用于针对不同雷诺数将莫迪图简化为可编程形式。

Colebrook-White 方程

对于 Re > 4000 的完全湍流,摩擦系数由 Colebrook-White 方程准确表示,该方程结合平滑管道和粗糙管道中湍流研究的经验结果,以得出通用摩擦系数:

遗憾的是,该方程本质上是隐式的,需要迭代求解。因此,存在 Colebrook-White 方程的许多显式近似以及其他扩展形式。

Swamee-Jain 方程

Swamee-Jain 方程是隐式 Colebrook-White 方程最受欢迎的近似,并且是用于冷却液流动分析的默认近似。它由以下方程得出:

其他方程

可以在软件中选择的 Colebrook-White 方程的其他类似近似如下所示:

  • Haaland
  • Serghides
  • Altshul
  • Evangelides