Kas ir ventilācijas berzes faktors?

Ventilācijas berzes koeficients ir elements spiediena zuduma aprēķināšanai berzes dēļ caurulē. Tas ir atkarīgs no caurules nelīdzenuma un turbulences līmeņa šķidruma plūsmā. Šos faktorus var noteikt eksperimentāli, bet biežāk tie tiek ņemti no diagrammām un diagrammām. Skaitļi ir bezizmēra, tas nozīmē, ka tiem nav mērvienību.

Caur cauruli plūstošā šķidruma spiediens samazinās berzes dēļ starp caurules iekšējām sienām un kustīgo šķidrumu. Vai nu sūkņiem, vai gravitācijai ir jānodrošina enerģija šķidruma pārvietošanai. Ļoti garās caurulēs spiediena kritums berzes zuduma dēļ būs tik liels, ka šķidrums vispār netecēs. Cauruļvadiem, piemēram, Aļaskas naftas cauruļvadam, ir vajadzīgas starpposma sūkņu stacijas, lai palielinātu spiedienu.

Izpratne par spiediena zudumiem, kas rodas, šķidrumiem pārvietojoties pa caurulēm, ir būtiska jebkurā cauruļvadu pielietojumā. Tas ir ļoti svarīgi ķīmiskajos procesos, kuros caurules izmanto kā cauruļveida plūsmas reaktorus. Caurules, ko izmanto kā reaktorus, rada reakcijas apstākļus, kuros temperatūra un spiediens ir viegli kontrolējami. Reakcijas uzturēšanās laiks un reakcijas pabeigšanas pakāpe ir atkarīga no caurules garuma.

Eksotermiskās reakcijas, progresējot, izdala siltumu. Lai uzturētu izotermiskus apstākļus un nemainīgu Fanning berzes koeficientu, caurule būs jāatdzesē pretstrāvas virzienā. Endotermiskām reakcijām, kas absorbē siltumu, būs nepieciešama pretēja apstrāde. Ja izotermiskie apstākļi netiek uzturēti, aprēķinos, izmantojot Fanning berzes koeficientu, būs jāapmierina viskozitātes un berzes izmaiņas, kas rodas, šķidrumam kļūstot siltākam vai vēsam.

Reinoldsa skaitļi ir šķidruma turbulences pakāpes bezdimensijas mēri. Laminārā plūsmā ar Reinoldsa skaitļiem, kas mazāki par 2,000, šķidrums pārvietojas ar lodes formas ātruma profilu un nelielu sajaukšanos. Maksimālais ātrums rodas caurules šķērsgriezuma centrā un ir divreiz lielāks par šķidruma vidējo plūsmu. Turbulenta plūsma ar pilnīgu sajaukšanos notiek pie Reinoldsa skaitļiem virs 3,000. Plāna buferzona ar Reinoldsa skaitļiem no 2,000 līdz 3,000 atrodas starp lamināro un turbulento zonu.

Ventilācijas berzes koeficientu var noteikt, mērot spiediena kritumus cauruļvados, kuru diametrs ir pietiekami liels, lai to varētu mērogot darbam uz lauka vai rūpnīcā. Parasti šos eksperimentus veic, ja ir nepieciešami laminārās plūsmas apstākļi. Biežāk Fanninga berzes koeficients tiek nolasīts no diagrammas, jo lielākā daļa spraudplūsmas reaktoru tiek darbināti ar augstiem Reinoldsa skaitļiem.
Caurules iekšpuses virsmas raupjums tiek noteikts ar mērījumu. Reinoldsa skaitli aprēķina no caurules diametra, šķidruma viskozitātes un spiediena krituma. Fanninga berzes koeficienta un Reinoldsa skaitļa diagrammas dažāda raupjuma caurulēm ir pieejamas inženierzinātņu rokasgrāmatās. Šajās grāmatās ir arī dažādu materiālu virsmas raupjuma tabulas.