Równanie Darcy’ego-Weisbacha – równanie opisujące spadek ciśnienia płynu powodowanego przez rozpraszanie energii mechanicznej za pośrednictwem tarcia podczas jego przepływu w przewodzie. Nazwa pochodzi od nazwisk dwóch inżynierów, Francuza Henry’ego Darcy’ego (1803–1858) i Niemca (1806–1871). Współczesną formę równania podał w roku 1845 Weisbach.

Postać równania Równanie Darcy’ego-Weisbacha ma następujące równoważne sobie postacie:

lub

gdzie: – spadek ciśnienia [Pa], – wysokość strat ciśnienia [m], – współczynnik oporu zależny od liczby Reynoldsa Re i chropowatości względnej rury (bezwymiarowy), – długość przewodu [m], – średnica (ew. zastępcza) przewodu [m], – gęstość płynu [kg/m³], – prędkość płynu [m/s], – przyspieszenie ziemskie [m/s²].

Postać rozszerzona Uwzględniając opory lokalne:

lub

gdzie zarówno jak i nazywane są współczynnikami oporów lokalnych i są one zestawione w tablicach.

Liczba Reynoldsa Liczba Reynoldsa dla przepływu w przewodzie zamkniętym dana jest wzorem:

gdzie: – średnica hydrauliczna przewodu [m], – średnia prędkość płynu [m/s], – gęstość płynu [kg/m³], – lepkość dynamiczna płynu [Pa s].

Współczynnik oporu Dla Re < 2100:

Czynnik wynosi dla przewodów: kołowych kwadratowych pierścieniowych prostokątnych o stosunku boków 1:2

Dla rury gładkiej oraz 3×10³ < Re < 105 stosuje się powszechnie tzw. wzór Blasiusa:

Dla rur o chropowatości(k) i przepływie z liczbą Re > 3×10³ (wzór Colebrooka-White’a):

gdzie: – średnica rury.

Wzór ten by obliczyć współczynnik oporu wymaga zastosowania metod numerycznych. By w łatwiejszy sposób obliczyć ten współczynnik powstało wiele innych wzorów upraszczających powyższy.

Dla 105 < Re < 108 istnieje wiele konkurencyjnych wzorów empirycznych, z których najpopularniejszym jest:

Uwagi

Przypisy Np. Zasady inżynierii chemicznej, operacje jednostkowe, M. Serwiński.

Bibliografia Janusz Ciborowski, Inżynieria procesowa, WNT, Warszawa 1973, wydanie drugie. Krystyna Jeżowiecka-Kabsch, Henryk Szewczyk,Mechanika płynów, OWPW, Wrocław 2001.

Kategoria:Inżynieria procesowa Darcy’ego-Weisbacha