直管の管摩擦係数、圧力損失

直管の管摩擦係数、圧力損失

直管の管摩擦係数と圧力損失を計算します。管直径、表面粗さ、管長さ、流体密度、粘度、流速を入力してください。レイノルズ数、管摩擦係数、損失ヘッド、圧力損失が計算されます。

計算式

ダルシー・ワイスバッハの式

直管の損失ヘッドは、ダルシー・ワイスバッハの式（Darcy-Weisbach formula)で計算できます。

$$h= \lambda \frac{l}{d} \frac{u^2}{2g}$$

$h$：損失ヘッド[m]、$\lambda$：管摩擦係数、$l$：管の長さ[m]、$d$：管の直径[m]、$u$：流速[m/s]、$g$：重力加速度[m/s2]

圧力損失は、以下で求まります。

$$\Delta P = \rho g h$$

$\Delta P$：圧力損失[Pa]、$\rho$：流体密度[kg/m3]

管摩擦係数

管摩擦係数 $\lambda$ は、レイノルズ数 $Re$ により以下の式から数値的に求めています。一般にはムーディ線図として知られています。

・層流 ($Re<4000$)

$$\lambda = \frac{64}{Re}$$

・乱流 ($Re \ge 4000$)
　コールブルックの式 (Colebrook equation)

$Re = \rho u d / \mu$：レイノルズ数、$\varepsilon$：表面粗さ[m]、$d$：管の直径[m]、$\mu$：粘度[Pa s]

新しい管の表面粗さ $\varepsilon$ を、以下の表に示します。

Ref：機械工学便覧、α4-8章、日本機械学会、2006

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