Диаграмата на MoodyColebrook Superprof
20 ноември 2018 г., 6 минути време за четене
Въведение
Коефициентът на триене на Дарси-Вайсбах, отбелязан f, е много често необходим за решаване на много проблеми с динамиката на течностите, независимо дали те са преходни или в стабилно състояние. В кръговите тръби този фактор може да бъде решен директно с уравнението на Swamee-Jain, както и с други, но повечето от тези уравнения поради сложността им стават тромави, когато е необходима итерация. Ето защо силно препоръчваме да разрешите този коефициент на триене, като използвате диаграмата на Moody's.
Предварителен преглед на диаграмата
Ето как изглежда диаграмата на Moody-Colebrook, представяща фактора на триене на Дарси-Вайсбах fD, нанесен срещу числото на Рейнолдс Re за различна относителна грапавост ε/D.
Триенето на Дарси-Вайсбах се изчислява с помощта на уравнението на Дарси-Вайсбах, много важно уравнение и широко използвано в областта на хидравликата, тъй като позволява да се изчисли спада на налягането на тръбите.
Спадът на налягането в механиката на течностите съответства на разсейването на механичната енергия на движеща се течност поради триене.
Безразмерното число на Рейнолдс е число, широко използвано в механиката на течностите. Изтъкнат през 1883 г. от Осборн Рейнолдс, той дава възможност да се характеризира потокът и естеството на неговия режим.
Ирландският инженер и физик, Осборн Рейнолдс е учен, допринесъл значително за напредъка на хидродинамиката и динамиката на течностите, по-специално благодарение на демонстрацията на числото на Рейнолдс.
Описание
Диаграмата на Moody's е безразмерна графика. Много често се използва в инженерството за изчисляване на загубите на налягане или дебита в тръбата.
За една величина казваме, че тя е безразмерна, когато физическата величина при своя размерен анализ дава продукт, при който съвкупността от показателите на базовите величини е нула.
Малко история
Тази графика е публикувана за първи път през 1944 г. от Lewis Ferry Moody. За да представи тази графика, използвайки различни фактори, той е вдъхновен от работата на Хънтър Раус, използвайки координатите, използвани от R. J. S. Pigott. Работата на последния се основава главно на анализа на близо 10 000 експеримента от различни източници с измервания на потоци течности, направени в тръби, направени изкуствено грубо от J. Nikuradse.
Луис Фери Муди е американски професор и инженер от IXX век. Той е известен с това, че е разработил диаграмата на Moody, графика, която използва числото на Рейнолдс и която позволява да се изчисляват потоците в механиката на флуидите.
Целта на Moody беше да предостави графика, представяща графично функцията, произведена от C. F. Colebrook, който си сътрудничи с C. M. White. Тази функция направи възможно изчертаването на преходна крива, която свързва преходната зона между гладките тръби и грубите тръби. С други думи, кривата дава възможност да се свърже областта на непълна турбулентност и преходния режим.
Имате ли представа за вида на водния режим, преминал през тази тръба ?
Британският физик Кирил Франк Колбрук по негово време позволява развитието на механиката на течностите. Този учен е най-известен със своето сметало, което дава грапавост на тръбите. Абакусът, носещ името на учения, може да бъде изведен от така наречената емпирична формула:
Абакус е името, дадено на всички равнинни механични инструменти за улесняване на изчисленията.
Казваме, че формулата е емпирична, когато може да бъде получена чрез наблюдение и експерименти.
Използване на графиката
С диаграмата на Moody's е възможно:
- Изчислете спада на налягането при определени специални условия на работа;
- Оценете грапавостта на тръбата от измерване на загубата на налягане при хидравлично груби условия;
- Изчислете скоростта на потока, която вероятно ще тече в тръба с даден спад на налягането и грапавост.