達西–威斯巴哈方程式

维基百科,自由的百科全书
跳转至: 导航搜索

達西–威斯巴哈方程式流體力學中的唯象方程式,得名自物理學家亨利·達西尤利烏斯·威斯巴哈英语Julius Weisbach,此方程式描述固定長度管路內因摩擦力產生的扬程損失(或稱為压强損失)和管路中的平均流速的關係。

達西–威斯巴哈方程式中包括一個無因次的摩擦因子,名為達西–威斯巴哈摩擦因子達西摩擦因子,此摩擦因子是范宁摩擦因子英语Fanning friction factor的四倍[1]

揚程損失的形式[编辑]

可以用達西–威斯巴哈方程式計算揚程損失

其中

  • hf是因為摩擦力造成的揚程損失(國際標準制:m)
  • L是管路的長度(m)
  • D是管路的水力半徑,若是截面為圓形的管路,等於管路的內直徑(m)
  • V是流體的平均速率,等於湿面积單位截面的體積流率(m/s)
  • g是因為重力加速度(m/s2
  • fD是無因次的因子,稱為達西摩擦因子。可以在穆迪圖中找到,此因子並非范宁摩擦因子英语Fanning friction factorf。

達西摩擦因子[编辑]

流体流经一定管径的直管时,由于流体内摩擦力而产生的阻力,阻力的大小与路程长度成正比。沿程阻力(直管阻力)损失的计算式中 λ——摩擦系数,与雷诺数Re和管壁粗糙度ε有关,可实验测定,也可计算得出。

层流时:

λ=64/Re

对于紊流流动,工程上通过以下两种途径确定:一种是以紊流的半经验理论为基础,结合实验结果,整理成阻力系数的半经验公式,比如穆迪图;另一种是直接根据实验结果,综合成阻力系数的经验公式。前者具有更为普遍的意义。

相關條目[编辑]

參考資料[编辑]

  1. ^ Manning, Francis S.; Thompson, Richard E., Oilfield Processing of Petroleum. Vol. 1: Natural Gas, PennWell Books, 1991, ISBN 0-87814-343-2 , 420 pages. See page 293.