摩擦水头损耗

Darcy-Weisbach 方程计算因管道或风管的直管段长度中摩擦引起的压力降。

用于求解管道或风管中摩擦水头损失的最基本全能方程是 Darcy-Weisbach 方程。

Darcy-Weisbach 方程如下所示:

其中, 是以米为单位的压力损失, 是摩擦系数,V 是管道中的平均流体速率,D 是管道的直径,L 是其长度,而 是重力加速度。

无量纲摩擦系数的功能行为 完全显示在莫迪图中,该图对可压缩流体和不可压缩流体都有效。为了以数字方式求解摩擦系数,必须使用 Colebrook-White 方程的 Swarmee-Jain 近似等近似,将莫迪图简化为可编程的形式。

若要将 Darcy-Weisbach 方程关联到动能原理方程,必须根据体积流动速率重写 Darcy-Weisbach 方程:

然后根据压力而不是高度进行编写:

返回到动能原理方程,对于计算域中的每个单元,将摩擦水头损失添加到该方程,然后 Darcy-Weisbach 方程的离散形式可以写为: