Darcy 공식 (관로마찰손실수두)

Darcy-Weisbach공식

관로마찰손실수두 / 관(pipe)의 흐름 계산/ 수리학

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01. 관수로(pipe)내 해석을 위한- 공학적인 문제유형 3가지 (p.199)

1) 관로를 통해 유량Q이 주어지고, 관로의 길이L에 따른 손실수두h 구하는 문제

2) 관로의 제원이 주어지고, 흐름이 가능케 하는 수두차H가 주어졌을 때, 관로를 통해서 흐를수 있는 유량Q을 구하는 문제

3) 관로의 두 단면간의 손실수두h가 주어졌을 때, 정해진 유량Q을 소통시키는 데 필요한 관의 직경d을 구하는 문제

-1)계산 :  Darcy-Weisbach 공식 적용

-2)계산 :  Darch-Weisbach 공식을 통해서 평균유속V를 구하고, 단면적A를 곱함

-3)계산 :  Darch-weisbach 공식을 통해서 평균유속V를 구하고, 유량Q를 평균유속V으로 나눔 -->단면적A 산출

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1. 관수로내 흐름(pipe flow)은 유로내 유체가 가득차서 압력차 때문에 흐르는 흐름으로,

하수관이나 암거와 같이 유로의 단면자체는 폐단면이지만 자유표면을 가지고도 흐를 수 있는 유로와는 구별된다.  p.155

2. 관수로의 흐름은, 점성으로 인한 마찰효과(마찰손실)을 고려해야 한다.- 관로벽면, 단면의 변화, 만곡부 및 밸브, 엘보우 등의 부속물에 의해서도 과류의 생성과 함께 흐름이 가지는 에너지의 일부가 소모된다.

                                                         

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02. Darch-Weisbach공식

   관로내 두지점간에 생기는 마찰손실수두(h) 계산하는 공식  (p.156)

                                       

                                   f : 마찰손실계수

※ f값을 추정하는 방식은 여러가지가 있으나, 실무적으로는 2가지 정도가 있다.

  ① 경험식에서 추정  ( 참고 : http://blog.daum.net/land10/545 )

  ② f~n의 관계식에 추정

① 경험식에서 추정  ( 참고 : http://blog.daum.net/land10/545 )

              

② f~n의 관계식에서 추정   ( f-마찰손실수두 / n-Manning의 조도계수 )  (수리학 p.182)

                    

        d : m단위

f~n의  관계식을 사용하여 관의 조도계수로 부터 f를 직접 계산후, Darchy-Weisbach공식에 의해서 문제해결이 가능

(게산절차가 대단히 간단하고 또한 실제 관로내 흐름이 대부분 완전난류상태로 흐르므로 이 근사해를 실제문제의 해석에 많이 사용하고 있는 것이 사실이다.(p.200)