コールブルックフォーミュラ計算機は、 ダルシー・ワイスバッハ摩擦係数 （f）は、パイプを通る流体の流れにおける損失水頭を計算するために不可欠です。 コールブルック方程式 は暗黙的であり、粗いパイプまたは滑らかなパイプ内の乱流に適用されます。この計算機は方程式を解くために必要な反復プロセスを自動化し、エンジニアと流体力学の専門家の大幅な節約を実現します。 時間 そして努力。それは 油圧および流体力学ツールのカテゴリ配管システムの設計と解析のための正確なソリューションを提供します。
コールブルックフォーミュラの計算式
コールブルック方程式は次のように与えられます。
どこ：
- f ダルシー・ワイスバッハ摩擦係数です。
- ε パイプの絶対粗さ（メートル単位）です。
- D パイプの直径（メートル単位）です。
- Re は レイノルズ数 （無次元）。
変数の詳細な式
レイノルズ数（Re）：
レイノルズ数は次のように計算されます。
Re = (ρ * v * D) / μ
どこ：
- ρ 流体の密度（キログラム/立方メートル）です。
- v 流速（ メートル/秒).
- D パイプの直径（メートル単位）です。
- μ 流体の動粘度（パスカル秒単位）です。
絶対粗さ（ε）：
絶対粗さは、パイプの表面粗さを表す材料特性です。一般的な値は次のとおりです。
- 鋼鉄: 約0.000045メートル。
- PVC: 約0.0000015メートル。
これらの変数をコールブルック方程式に代入することで、ユーザーは摩擦係数を計算し、それを使用してヘッド損失または 圧力降下 パイプ内。
一般的な配管材料と条件の事前計算表
以下は、一般的な絶対粗さの値と対応するレイノルズ数を示す参照表です。
| パイプ材質 | 絶対粗さ（ε） | レイノルズ数 (Re) | 摩擦係数（f） |
|---|---|---|---|
| 鋼鉄 | 0.000045 | 10⁵ | 0.018 |
| 鋳鉄 | 0.00026 | 10⁶ | 0.015 |
| PVC | 0.0000015 | 10⁵ | 0.012 |
| 具体的な | 0.0003 | 10⁶ | 0.02 |
この表は、一般的なシナリオにおける摩擦係数の初期推定を簡略化したものです。
コールブルック方程式計算機の例
ダルシー・ワイスバッハ摩擦係数を計算してみましょう。 鋼管 次のパラメータを使用します。
- パイプ径（D）： 0.1メーター。
- 流速（v）： 2 m / s
- 流体の密度（ρ）： 1000kg/立方メートル。
- 動粘度（μ）： 0.001パスカル秒。
- 絶対粗さ（ε）： 0.000045メーター。
ステップ1: レイノルズ数(Re)を計算する
Re = (ρ * v * D) / μ
Re = (1000 * 2 * 0.1) / 0.001 = 200,000。
ステップ2: コールブルック方程式に代入する
方程式は次のようになります。
1 / sqrt(f) = -2 * log10((0.000045 / (3.7 * 0.1)) + (2.51 / (200,000 * sqrt(f))))。
ステップ3: 反復的な解決
数値法または計算機を使用する:
f≒0.018です。
したがって、ダルシー・ワイスバッハ摩擦係数はおよそ 0.018.
最も一般的な FAQ
コールブルック方程式は、配管システムの圧力降下とエネルギー要件に影響を与える摩擦係数を計算するために不可欠です。この方程式は、システム設計と分析のエンジニアリングで広く使用されています。
いいえ、コールブルック方程式は暗黙的であり、解くには反復法または近似法が必要です。多くの計算機やソフトウェア ツールがこのプロセスを自動化します。
絶対粗さ（ε）は材料特性であり、相対粗さは絶対粗さとパイプ径（ε/D相対粗さは、Colebrook 方程式で直接使用されます。