范甯摩擦系数

✍ dations ◷ 2025-04-04 11:10:55 #流体动力学小作品,流体力学中的无因次量,流体力学中的方程,流体动力学

范甯摩擦系数(英语:Fanning friction factor)为一个用于连续介质力学计算的局部参数,也是一个无因次群,以约翰·托马斯·范甯(英语:John T. Fanning)为名。定义为局部剪应力与局部流动的动能密度的比值:

其中:

在管壁上的剪应力和压力的损失有关,算法是将壁剪应力乘以管壁面积(若流体流过一圆管,管壁面积为 2 π R L {\displaystyle 2\pi RL} ),再除以管子截面积(若流体流过一圆管,管子截面积为 π R 2 {\displaystyle \pi R^{2}} )。因此 Δ P = f L R ρ u 2 {\displaystyle \Delta P=f{\frac {L}{R}}\rho u^{2}}

摩擦扬程损失和因为摩擦力造成的压力损失有关,可将压力损失除以重力加速度以及流体密度的乘积。因此摩擦扬程损失和范甯摩擦系数的关系是:

其中:

范甯摩擦系数为达西摩擦系数的四分之一,因此对于出现在图表或方程式中的“摩擦系数”必须加以判断。其中,范甯摩擦系数较常用于化学工程的领域中。

下列方程能用于求得一般工程运用中的范甯摩擦系数。

层流圆管的范甯摩擦系数一般取:

其中,Re为该流体之雷诺数。

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