Videnskab
 Science >> Videnskab >  >> Fysik

Hvad er formlen for væskefriktion?

Der er ikke en enkelt, universel formel til væskefriktion. Dette skyldes, at arten af ​​væskefriktion afhænger af flere faktorer, herunder:

* flowregime: Er strømmen laminar (glat og ordnet) eller turbulent (kaotisk og uforudsigelig)?

* væskeegenskaber: Hvad er viskositeten af ​​væsken? (Højere viskositet betyder mere friktion).

* Geometri af objektet: Hvad er formen og størrelsen på objektet, der bevæger sig gennem væsken?

* Relativ hastighed: Hvor hurtigt bevæger objektet sig i forhold til væsken?

Her er nogle almindelige måder at udtrykke væskefriktion på:

1. Drag Force:

* til laminær flow: Trækkraften kan beregnes ved hjælp af Stokes 'lov:

* f_d =6πηrv

* Hvor:

* F_D er trækkraften

* η er væskens dynamiske viskositet

* r er objektets radius

* V er objektets hastighed

* for turbulent strømning: Trækkraften er mere kompleks og bestemte ofte empirisk ved hjælp af trækkoefficienter og formler som:

* f_d =½ρav²c_d

* Hvor:

* ρ er væskens densitet

* A er det tværsnitsareal for objektet

* V er objektets hastighed

* C_D er trækkoefficienten (bestemt eksperimentelt)

2. Friktionsfaktor:

* Dette dimensionsfrie nummer bruges til at kvantificere friktionstabene i rør og andre ledninger.

* For laminær strømning kan friktionsfaktoren beregnes ved hjælp af Darcy-Weisbach-ligningen:

* f =64/re

* Hvor:

* f er friktionsfaktoren

* Re er Reynolds -nummeret (et dimensionelt nummer, der beskriver flowregimet)

3. Hudfriktion:

* Dette er den friktion, der opstår fra den tangentielle kraft mellem væsken og overfladen af ​​objektet.

* Det udtrykkes ofte i form af en hudfriktionskoefficient, der bestemmes eksperimentelt eller gennem computervæskedynamik (CFD) -simuleringer.

Kort sagt afhænger "formlen" for væskefriktion af det specifikke scenarie og det detaljeringsniveau, du har brug for. Det er vigtigt at forstå de forskellige faktorer, der påvirker væskefriktion og vælger den passende formel eller metode til at beregne den.

Varme artikler