Ποιος είναι ο τύπος για την τριβή του υγρού;

Δεν υπάρχει μία, καθολική φόρμουλα για τριβή υγρών. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η φύση της τριβής του υγρού εξαρτάται από διάφορους παράγοντες, όπως:

* Καθεστώς ροής: Είναι το στρώμα ροής (ομαλή και ομαλή) ή ταραγμένη (χαοτική και απρόβλεπτη);

* Ιδιότητες υγρού: Ποιο είναι το ιξώδες του υγρού; (Το υψηλότερο ιξώδες σημαίνει περισσότερη τριβή).

* Γεωμετρία του αντικειμένου: Ποιο είναι το σχήμα και το μέγεθος του αντικειμένου που κινείται μέσω του υγρού;

* Σχετική ταχύτητα: Πόσο γρήγορα κινείται το αντικείμενο σε σχέση με το υγρό;

Ακολουθούν μερικοί συνήθεις τρόποι για να εκφράσουμε την τριβή των υγρών:

1. Δύναμη μεταφοράς:

* Για τη ροή στρωμάτων: Η δύναμη μεταφοράς μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας το νόμο του Stokes:

* f_d =6πrv

* Πού:

* Το F_D είναι η δύναμη μεταφοράς

* η είναι το δυναμικό ιξώδες του υγρού

* r είναι η ακτίνα του αντικειμένου

* V είναι η ταχύτητα του αντικειμένου

* για τυρβώδη ροή: Η δύναμη οπισθέλκουσας είναι πιο περίπλοκη και συχνά καθορισμένη εμπειρικά χρησιμοποιώντας συντελεστές οπισθέλκουσας και τύπους όπως:

* f_d =½ρav²c_d

* Πού:

* ρ είναι η πυκνότητα του υγρού

* A είναι η περιοχή εγκάρσιας τομής του αντικειμένου

* V είναι η ταχύτητα του αντικειμένου

* Το C_D είναι ο συντελεστής οπισθέλκουσας (καθορισμένος πειραματικά)

2. Παράγοντας τριβής:

* Αυτός ο αριθμός χωρίς διαστάσεις χρησιμοποιείται για την ποσοτικοποίηση των απώλειων τριβής σε σωλήνες και άλλους αγωγούς.

* Για τη στρωτή ροή, ο συντελεστής τριβής μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας την εξίσωση Darcy-Weisbach:

* f =64/re

* Πού:

* F είναι ο παράγοντας τριβής

* Το RE είναι ο αριθμός Reynolds (ένας αδιάστατος αριθμός που περιγράφει το καθεστώς ροής)

3. Τριβή του δέρματος:

* Αυτή είναι η τριβή που προκύπτει από την εφαπτομενική δύναμη μεταξύ του υγρού και της επιφάνειας του αντικειμένου.

* Συχνά εκφράζεται με όρους συντελεστή τριβής του δέρματος, ο οποίος καθορίζεται πειραματικά ή μέσω προσομοιώσεων υπολογιστικής δυναμικής υγρού (CFD).

Συνοπτικά, ο "τύπος" για την τριβή του υγρού εξαρτάται από το συγκεκριμένο σενάριο και το επίπεδο λεπτομέρειας που χρειάζεστε. Είναι σημαντικό να κατανοήσουμε τους διάφορους παράγοντες που επηρεάζουν την τριβή του υγρού και να επιλέξετε τον κατάλληλο τύπο ή μέθοδο για να το υπολογίσετε.