什么是穆迪图-定义

穆迪图(也称为穆迪图)是一种无量纲形式的图,它关系到达西摩擦因数、雷诺数和相对粗糙度。优德app热能工程

穆迪图

喜怒无常的图(也称为穆迪图表)是非尺寸形式的图表达西摩擦系数Reynolds号码,而且相对粗糙度用于完全发育的圆形管道流动。

穆迪图
资料来源:Donebythesecondlaw在英语Wikipedia,CC By-SA 3.0,
https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=4681366
达西摩擦因素
达西摩擦系数是达西 - Weisbach方程中使用的无量纲量,用于描述管道或管道中的摩擦损失以及开放通道流。这也被称为达西-韦史巴赫摩擦系数电阻系数,或简单摩擦系数

摩擦因数是由Reynolds号码适用于管道内表面的流量和粗糙度(特别适用于湍流)。层流的摩擦系数与管内表面的粗糙度无关。
达西摩擦因素
管道截面也很重要,偏离圆形截面会引起二次流,增加水头损失。非圆管和管道一般采用使用来处理水力直径

相对粗糙度
用来测量…的量管道内表面的粗糙度被称为相对粗糙度,等于表面非均匀性的平均高度(ε)除以管径(D)。

相对粗糙度方程

,平均高度表面不规则和管道直径都以毫米为单位。

如果我们知道管道内表面的相对粗糙度,那么我们可以得到摩擦系数喜怒无常的图表

穆迪图表(也称为穆迪图)是以非维度形式的图表相关达西摩擦系数Reynolds号码,而且相对粗糙度用于完全发育的圆形管道流动。

相对粗糙度-绝对粗糙度

雷诺数
雷诺数是比率惯性力粘性力量并且是一个方便的参数,用于预测流量条件是否为层流和紊流。可以这样解释,当粘性力量占主导地位(慢速,低再过)它们足以使所有流体颗粒排成线,然后流动是层状的。甚至非常低的RE表示粘性爬行运动,惯性效应可以忽略不计。当。。。的时候惯性力占主导地位在粘性力上(当流体流动得更快并且重新较大时)然后流动是湍流的。

雷诺数

这是一个无量纲的数字包括流量的物理特征。雷诺数的增加表明流动湍流度的增加。

定义为:
Reynolds号码

在哪里:
v是流速,
D是A.特征线性维度,(流体运动长度;液压直径等等)。
ρ液密度(kg/m3.),
μ动态粘度(PA.S),
ν运动粘度(m2/ s);ν = μ / ρ。

示例:穆迪图

确定摩擦系数(fD.)对于直径为700mm的管道中的流体流动,其具有50 000 000的雷诺数和一个绝对粗糙度0.035毫米。

解决方案:

相对粗糙度等于ε= 0.035 / 700 = 5×105。使用穆迪图,雷诺数为50 000 000与相对粗糙度为5 x 10的曲线相交5摩擦系数为0.011

穆迪图表,喜怒无常的图
例子:喜怒无常的图表。
资料来源:DoneByTheSecondlaw在英语语言Wikipedia,CC By-SA 3.0,https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=4681366

各种流动制度的达西摩擦因素

最常见的分类流的政权是根据雷诺数。雷诺数一个无量纲数是由流体的物理特性组成的,它决定了流体是否是层流和紊流。雷诺数的增加表明流动湍流度的增加。从穆迪图可以看出,达西摩擦系数也高度依赖于流动状态(即雷诺数)。

达西摩擦因子的层流
出于实际目的,如果Reynolds号码小于2000,流量是层流。圆形管道流动的被接受的过渡雷诺数是重新的d,暴击= 2300.用于层流,头部损失与速度成比例而不是速度平方,因此摩擦系数与速度成反比

达西摩擦系数因为层流(慢流)是…的结果Poiseuille的法律这是通过以下等式给出的:

层流的达西摩擦系数

过渡流程的达西摩擦因素
在Reynolds号码之间关于2000年和4000.由于湍流开始,流动不稳定。这些流量有时被称为过渡流。达西摩擦因子含有大的不确定性在这种流动状态下,并没有很好地理解。
湍流的达西摩擦系数
如果Reynolds号码大于3500,流量是。核设施中的大多数流体系统运营湍流。在这个流态流动阻力跟随达西-韦史巴赫方程:它与平均流速的平方成比例。达西摩擦因子强烈取决于相对粗糙度管道的内表面。

确定湍流流量的摩擦因子的最常见方法是使用喜怒无常的图表。穆迪图(也称为穆迪图)是胚胎相关与圆形管道中的完全发育的流动相关的达西摩擦因子,雷诺数和相对粗糙度相关。Colebrook-White方程

达西摩擦系数的湍流

这也被称为毛皮毛棉式方程式,表达达西摩擦因素F作为一个函数管相对粗糙度ε/D.H和雷诺数。

1939年,Colebrook通过拟合在光滑和粗管中湍流的实验研究数据来发现圆形管道中的摩擦系数的隐含相关性。

用于液压光滑的管道和湍流(RE <105.)的摩擦因数可近似为Blasius公式:

f = 100.(重新)-

达西摩擦因子 - 相对粗糙度必须注意的是,在非常大的雷诺数摩擦因数与雷诺数无关。这是因为层流亚层(粘性亚层)的厚度随着雷诺数的增加而减小。当雷诺数很大时,层流亚层的厚度与表面粗糙度相当,直接影响流动。层流亚层变得如此薄以至于表面粗糙度凸出到流动中。这种情况下的摩擦损失主要是由突出的粗糙元在主流中产生的,而层流亚层的贡献可以忽略。

参考:
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  8. 现代流体力学。优德体育w88官网手机版施普林格,2010,ISBN 978-1-4020-8670-0。
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  10. WHINE FRANK M.,Fluid Mechanics,McGraw-Hill教育,第7版,2010年2月,ISBN:978-0077422417

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