Boru sürtünme kayıplarını hesapla.
Darcy-Weisbach denklemi, herhangi bir sıkıştırılamaz akışkan için herhangi bir Reynolds sayısında boru akışındaki sürtünme kaynaklı basınç kaybının evrensel formülüdür. Bu hesap aracı, boru uzunluğu, çap, ortalama hız, yoğunluk ve Darcy sürtünme faktörü f'den ΔP değerini döndürür; f'yi türbülanslı akış için açık Swamee-Jain korelasyonu, laminer için 64/Re kullanarak Reynolds sayısı ve boru pürüzlülüğünden otomatik olarak çözer.
ΔP = f × (L/D) × (ρv²/2); burada f boyutsuz Darcy sürtünme faktörü, L boru uzunluğu (m), D hidrolik çap (m), ρ akışkan yoğunluğu (kg/m³), v ortalama hız (m/s). Fanning sürtünme faktörü f_D / 4 olup karıştırılmamalıdır. Laminer akış için f = 64 / Re. Türbülanslı akış için Colebrook örtük denklemi referanstır; ancak Swamee-Jain açık formu %1 içinde ve çok daha kolay hesaplanabilir: 1/√f = −2 × log₁₀(ε / 3,7D + 5,74 / Re^0,9). Milimetre cinsinden pürüzlülük ε: çekme çelik 0,0015; ticari çelik 0,046; dökme demir 0,15; galvanizli demir 0,26. Moody diyagramı aynı ilişkinin grafiksel formudur.
200 m'lik soğutma suyu ana hattını DN150 ticari çelikten 250 m³/h debide boyutlandıran bir tesis mühendisi Re = 1,2 × 10⁶, f = 0,018 ve ΔP = 1,6 bar hesaplar; ardından buna göre pompa kafa bütçesi seçer.
50 m'lik 25 mm çelik hattan 5 m³/dak hava basan bir pnömatik tasarımcı eşdeğer ΔP'yi hesaplar; hat sonu basıncının 6 bar alet gereksinimi seviyesinde kalması için 0,5 bar altında kaldığını doğrular.
80 °C'de viskoz yağ ile kısa bir distilasyon besleme boru hattını doğrulayan bir boru mühendisi, Re 1.800'e ulaştığı için laminer formu uygular; gerçek ΔP'nin saha manometresi okumasıyla %5 içinde eşleştiğini doğrular.
Fanning faktörü f_F = f_D / 4. Her ikisi de boyutsuzdur. ABD'deki boru akışı metinleri zaman zaman Fanning kullanır; SI odaklı metinler Darcy kullanır. Sonucu yerleştirmeden önce formülün hangisini beklediğini mutlaka kontrol edin.
Hagen-Poiseuille (laminer akış için Darcy-Weisbach'ın özel bir durumu) Re < 2.300'de geçerlidir ve yoğunluk yerine viskoziteye bağlı olarak ΔP = (128 × μ × L × Q) / (π × D⁴) verir.
Laminer akışta viskoz alt tabaka duvar pürüzlerini tamamen kaplar; dolayısıyla pürüzlülüğün sürtünme faktörü üzerinde hiçbir etkisi yoktur. Türbülanslı akışta girdaplar pürüzlere çarpar ve sürtünme faktörü göreceli pürüzlülük ε/D'ye bağlı olur.