Le calculateur de formule Colebrook est un outil spécialisé utilisé pour déterminer la Facteur de friction Darcy-Weisbach (f), qui est essentiel pour calculer la perte de charge dans l'écoulement du fluide à travers les tuyaux. Équation de Colebrook est implicite et s'applique à l'écoulement turbulent dans des conduites rugueuses ou lisses. Cette calculatrice automatise le processus itératif requis pour résoudre l'équation, permettant ainsi aux ingénieurs et aux professionnels de la dynamique des fluides d'économiser des ressources considérables. fois et l'effort. Il appartient à la catégorie d'outils hydrauliques et mécaniques des fluides, fournissant des solutions précises pour la conception et l'analyse des systèmes de tuyauterie.
Formule de Colebrook Calculatrice de formule
L'équation de Colebrook est donnée par :
Où :
- f est le facteur de frottement Darcy-Weisbach.
- ε est la rugosité absolue du tuyau (en mètres).
- D est le diamètre du tuyau (en mètres).
- Re est le Le numéro de Reynold (sans dimension).
Formules détaillées pour les variables
Nombre de Reynolds (Re) :
Le nombre de Reynolds est calculé comme suit :
Ré = (ρ * v * D) / μ
Où :
- ρ est la densité du fluide (en kilogrammes par mètre cube).
- v est la vitesse d'écoulement (en mètres par seconde).
- D est le diamètre du tuyau (en mètres).
- μ est la viscosité dynamique du fluide (en pascals-secondes).
Rugosité absolue (ε) :
La rugosité absolue est une propriété matérielle représentant la rugosité de la surface du tuyau. Les valeurs courantes sont les suivantes :
- Acier : ~0.000045 mètre.
- PVC : ~0.0000015 mètre.
En remplaçant ces variables dans l'équation de Colebrook, les utilisateurs peuvent calculer le facteur de frottement et l'utiliser pour calculer la perte de charge ou la chute de pression dans le tuyau.
Tableau pré-calculé pour les matériaux et les conditions de tuyaux courants
Vous trouverez ci-dessous un tableau de référence présentant les valeurs de rugosité absolue typiques et les nombres de Reynolds correspondants :
| Matériau du tuyau | Rugosité absolue (ε) | Nombre de Reynolds (Re) | Facteur de friction (f) |
|---|---|---|---|
| Acier | 0.000045 | 10⁵ | 0.018 |
| Fonte | 0.00026 | 10 XNUMX⁶ | 0.015 |
| PVC | 0.0000015 | 10⁵ | 0.012 |
| Défaut | 0.0003 | 10 XNUMX⁶ | 0.02 |
Ce tableau simplifie l’estimation initiale des facteurs de friction pour les scénarios courants.
Exemple de calculateur d’équation de Colebrook
Calculons le facteur de frottement Darcy-Weisbach pour un tuyau en acier avec les paramètres suivants:
- Diamètre du tuyau (D) : Mètres 0.1.
- Vitesse d'écoulement (v) : 2 m / s.
- Densité du fluide (ρ) : 1000kg/m³.
- Viscosité dynamique (μ) : 0.001 Pa·s.
- Rugosité absolue (ε) : Mètres 0.000045.
Étape 1 : Calculer le nombre de Reynolds (Re)
Ré = (ρ * v * D) / μ
Ré = (1000 * 2 * 0.1) / 0.001 = 200,000 XNUMX.
Étape 2 : Remplacer dans l'équation de Colebrook
L'équation devient:
1 / sqrt(f) = -2 * log10((0.000045 / (3.7 * 0.1)) + (2.51 / (200,000 XNUMX * sqrt(f)))).
Étape 3 : Solution itérative
En utilisant des méthodes numériques ou une calculatrice :
f ≈ 0.018.
Ainsi, le facteur de frottement Darcy-Weisbach est d'environ 0.018.
FAQ les plus courantes
L'équation de Colebrook est essentielle pour calculer le facteur de frottement, qui influence la perte de charge et les besoins énergétiques dans les systèmes de tuyauterie. Elle est largement utilisée en ingénierie pour la conception et l'analyse des systèmes.
Non, l'équation de Colebrook est implicite et nécessite des méthodes itératives ou approximatives pour être résolue. De nombreuses calculatrices et outils logiciels automatisent ce processus.
Rugosité absolue (ε) est une propriété du matériau, tandis que la rugosité relative est le rapport entre la rugosité absolue et le diamètre du tuyau (ε/D). La rugosité relative est utilisée directement dans l'équation de Colebrook.