Stima dei fattori di attrito di Darcy per il flusso critico

L' equazione di Darcy-Weisbach viene utilizzata per calcolare le perdite di carico per attrito nei tubi che trasportano fluidi incomprimibili. Questa equazione utilizza un fattore di attrito Darcy senza dimensioni , noto anche come fattore Moody, per tenere conto della rugosità relativa della superficie del tubo.

Questo fattore empirico è stato determinato sperimentalmente da Moody ed è normalmente letto dal grafico Moody . Tuttavia sto implementando il calcolo della caduta di pressione nel software, quindi ho bisogno di un modo non grafico per trovare il fattore di attrito di Darcy.

Sono facilmente disponibili le equazioni per il calcolo del fattore di attrito di Darcy sotto il flusso laminare (Re <2320) e turbolento (Re> 4000). Ma non sono stato in grado di trovarne uno valido per la regione di transizione esistente tra flusso laminare e turbolento (2320 <Re <4000), nota anche come "zona critica".

Capisco che il flusso del fluido è complesso e difficile da prevedere in questa regione. Tuttavia, esiste un metodo comunemente usato che fornisce stime ragionevoli per il fattore di attrito in questa zona critica?

Ho trovato un metodo descritto in un documento dello studente , ma non è stato sottoposto a revisione paritaria ed è limitato ai tubi lisci. Sto cercando qualcosa di più provato e testato.

Se non è disponibile alcuna formula, quale approccio adottano altri ingegneri per mitigare o risolvere questo problema?

Come ingegnere, a volte hai bisogno di una risposta e potrebbe non essere la risposta migliore, ma devi ottenerla.

In questo caso, ci sono due modi per gestirlo. Il primo sarebbe estrapolare il flusso turbolento all'indietro fino alla fine del flusso laminare. Poiché il flusso turbolento è sempre superiore al flusso laminare, si otterrà un flusso di attrito superiore a quello reale nelle tubazioni, ma poiché lo si utilizza principalmente per dimensionare tubazioni, pompe, ecc., Alla fine, è sufficiente finisci per ingegnerizzare troppo le pompe, i tubi, ecc. Questa non è una brutta cosa, ma non è desiderata. Tuttavia, in questo modo hai una risposta. Se il tuo programma indica un avviso quando ciò accade

"Questo è nella zona turbolenta, quindi una stima accurata è difficile. Invece viene data una quantità conservativa. Un design migliore sarebbe nelle zone laminare o turbolenta"

E la maggior parte degli ingegneri sarebbe soddisfatta.

Il secondo modo sarebbe richiedere all'utente di trovarsi nella regione laminare o nella regione turbolenta. Questo è il modo in cui la maggior parte degli ingegneri gestisce questa situazione: evita del tutto la regione. In questo modo, il sistema può essere progettato in modo accurato ed efficiente, per evitare un eccesso di ingegnerizzazione.