Hva Er Fanning Friksjon Factor?

January 9  by Eliza

Den Fanning friksjonsfaktor er et element i beregningen av trykktapet på grunn av friksjon i et rør. Det er en funksjon av ruheten av røret og graden av turbulens i væskestrømmen. Disse faktorene kan bestemmes eksperimentelt, men blir oftere tatt fra tabeller og diagrammer. Tallene er dimensjonsløs, betyr at de ikke har noen måleenheter.

Trykket av væsken som strømmer gjennom et rør avtar på grunn av friksjonen mellom de indre vegger av røret og den bevegelige væske. Enten pumper eller tyngdekraften må gi energi til å flytte væske. I meget lange rør, vil trykkfallet på grunn av friksjonstapet være så høyt at væsken ikke vil flyte i det hele tatt. Rørledninger, som for eksempel Alaska oljerørledning, kreve mellom pumpestasjoner for å øke trykket.

En forståelse av trykktapet som oppstår som væsker bevege seg gjennom rørene er essensielt i enhver rør søknad. Det er kritisk for kjemiske prosesser som benytter rør som rørformede strømningsreaktorer. Rør anvendes som reaktorer produsere reaksjonsbetingelser som temperatur og trykk kan lett kontrolleres. Reaksjonsoppholdstiden og graden av ferdig reaksjon er en funksjon av lengden av røret.

Eksotermiske reaksjoner avgir varme når de går videre. For å opprettholde isoterme betingelser, og en konstant Fanning friksjonsfaktor, vil røret måtte bli avkjølt i en motstrømsretning. Endoterme reaksjoner, som absorberer varme, vil kreve den motsatte behandling. Hvis isoterme forhold ikke blir opprettholdt, vil beregningene bruker Fanning friksjonsfaktor må tilfreds endring i viskositet og friksjon som oppstår som væsken blir varmere eller kaldere.

Reynolds tall er dimensjons mål på graden av turbulens i væsken. I laminær strømning med Reynolds-tall mindre enn 2000, væsken beveger seg med en kule-formet hastighetsprofil og liten sammenblanding. Den maksimale hastighet opptrer i sentrum av røret tverrsnitt og er to ganger den gjennomsnittlige strøm av væsken. Turbulent strømning, med fullstendig blanding, opptrer ved Reynolds tall over 3000. En tynn kantsone med Reynolds-tall mellom 2000 og 3000, forekommer mellom det laminære og turbulente soner.

En Fanning friksjonsfaktor kan bestemmes ved å måle trykkfallet over rørene som er stort nok i diameter til å være skalerbare for felt eller anleggsoperasjoner. Vanligvis blir disse eksperimenter utføres dersom laminære strømningsforhold er nødvendig. Mer vanlig er det Fanning friksjonsfaktor lest fra et diagram, som de fleste pluggstrømreaktorer drives ved høye Reynolds-tall.

Ruheten av overflaten på rørets innside blir bestemt ved måling. Reynolds-tallet beregnes fra rørdiameteren, væskens viskositet, og trykkfall. Plott av Fanning friksjonsfaktor mot Reynoldstallet for rør av varierende ruhet er tilgjengelig i ingeniør håndbøker. Disse bøkene har også tabeller av overflateruheten av ulike materialer.

  • En forståelse av den Fanning friksjonsfaktor som er nødvendig for bevegelse av væske i et langt rør, slik som oljen er Alaska oljerørledning.