摩擦係数の式

摩擦係数 は、Darcy-Weisbach (ダルシー ワイスバッハ)の式(ダクト壁の配管で流体のせん断により生じる損失水頭を計算する式)を構成する要素です。

摩擦係数 は配管またはダクト システムの摩擦損失を決めるもので、冷却管の同等の砂粒粗さ係数(e/D)と、冷却管を流れる流体のレイノルズ数 R_e に依存します。

注: レイノルズ数の高い流れである乱流の場合、 はレイノルズ数に依存しません。

無次元の摩擦係数 の機能的な挙動は、ムーディ線図に詳しく示されています。これは、圧縮性の流体と非圧縮性の流体の両方で有効です。摩擦係数を数値的に解析するには、ムーディ線図をプログラム可能な形式にまで縮小する必要があります。いくつかの半経験的な相関式があり、それらを使用して、さまざまなレイノルズ数の範囲についてムーディ線図をプログラム可能な形式にまで縮小することができます。

Colebrook-White (コールブルック ホワイト)の式

R_e > 4000 となるような完全な乱流の場合、摩擦係数はコールブルック ホワイトの式によって正確に表現されます。この式は、滑らかな配管と粗い配管における乱流の研究で得られた実験結果を共通の摩擦係数と組み合わせたもので、次のようになります。

残念ながら、この式はその性質上暗黙的であり、繰り返し解析する必要があります。この理由から、コールブルック ホワイトの式を近似した明示的な近似式が、他の拡張形式とともに多く存在します。

Swamee-Jain (スワミー ジャイン)の式

スワミー ジャインの式は、暗黙的なコールブルック ホワイトの式の近似として最も人気があり、冷媒流解析では既定の近似式として使われています。これは、次の式で与えられます。

その他の式

コールブルック ホワイトの式を近似したその他の類似式として、次の式をソフトウェアで選択できます。

• Haaland
• Serghides
• Altshul
• Evangelides