Identyfikacja współczynników chropowatości bezwzględnej na przykładzie rur stalowych z recyklingu z zastosowaniem różnych modeli matematycznych

• Autorzy: Mańko Robert

Identyfikatory

DOI

10.15199/33.2024.10.10

Warianty tytułu

EN

Identification of roughness coefficients based on recycled steel pipes using various mathematical models

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki szczegółowej analizy porównawczej problemu odwrotnego, koncentrując się na identyfikacji współczynników chropowatości powierzchni rur stalowych. W celu przeprowadzenia tej analizy wykorzystano i omówiono różne formuły obliczania wartości współczynnika oporów liniowych. Spośród tych formuł, większość mogła zostać przekształcona do postaci jawnej, co umożliwia bezpośrednie zastosowanie w praktyce inżynierskiej. Wyniki uzyskane z przeprowadzonych obliczeń zostały następnie porównane z rezultatami pochodzącymi z powszechnie stosowanego i rekomendowanego w literaturze technicznej równania Colebrooka-White’a. Analiza wykazała, że uzyskane wyniki charakteryzują się dużą zgodnością z wynikami otrzymywanymi przy użyciu równania Colebrooka-White’a. W przypadku niektórych modeli różnica była mniejsza niż 0,1%, co wskazuje na bardzo dużą zgodność z tym narzędziem obliczeniowym.

EN

This paper presents the results of a detailed comparative analysis of the inverse problem, focusing on the identification of surface roughness coefficients for steel pipes. Various formulas were utilized and discussed to calculate the linear resistance coefficient. Among these formulas, only about half could be transformed into an explicit form, enabling direct application in engineering practice. The results obtained from the calculations were then compared with the outcomes derived from the widely used and recommended Colebrook-White equation in technical literature. The analysis demonstrated that the obtained results show a high degree of agreement with those obtained using the Colebrook-White equation. For some research models, the difference was less than 0.1%, indicating very high accuracy and consistency with this standard computational tool.

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Materiały Budowlane
• Rocznik: 2024
• Tom: nr 10
• Strony: 51--56
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Mańko Robert

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny, Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska

• https://orcid.org/0000-0001-5592-7709

Bibliografia

• [1] Mańko R. Wartości współczynników strat miejscowych w złączkach w systemie zaciskowym. Instal S. 2022. DOI: 10.36119/15.2022.4.2.
• [2] Walden H., Sawicki W. Tablice i nomogramy do obliczania strat ciśnienia w przewodach wodociągowych. Arkady, Warszawa, 1968.
• [3] Troskolański A.T. Hydromechanika techniczna. Tom II Hydraulika. Państwowe Wydawnictwa Techniczne. Warszawa, 1954.
• [4] Malesińska A. Czy wybór wzoru do obliczania λ ma znaczenie? Gaz, Woda, Technika Sanitarna. 2015. DOI: 10.15199/17.2015.1.8.
• [5] Moody M.L. An approximate formula for pipe friction factors. Trans. ASME. 1947 p. 1005. DOI.
• [6] Olivares A., Guerra R., Alfaro M., Notte-Cuello E., Puentes L. Experimental evaluation of correlations used to calculate friction factor for turbulent flow in cylindrical pipes. Rev. int. métodos numér. cálc. diseño ing. 2019. DOI: 10.23967/j.rimni.2019.01.001.
• [7] Eck B. Technische Stromungslehre. Springer. New York, 1973.
• [8] Churchill S.W. Empirical expressions for the shear stressing turbulent flow in commercial pipe. AIChE Journal. 1973. DOI.
• [9] Jain A.K. Accurate explicit equations for friction factor. Proc. ASCE, J. Hydraulics Div. 976.
• [10] Swamee P.K., Jain A.K. Explicit equations for pipe-flow problems. Journal of the Hydraulics Division, ASCE 102, HY5. 1976.
• [11] Churchill S.W. Friction factor equation spans all fluid-flow regimes. Chem Eng. 1977.
• [12] Round G.F. An explicit approximation for the friction-factor Reynolds number relation for rough and smooth pipes. Can. J. Chem. Eng. 1980.
• [13] Haaland S.E. Simple and explicit formulas for the friction-factor in turbulent pipe flow. Trans. ASME, JFE. 1983.
• [14] Manadilli G. Replace implicit equations with signomial functions. Chem. Eng. 1989.
• [15] Rao A.R., Kumar B. Friction factor for turbulent pipe flow. Division of Mechanical Science, Civil Engineering, Indian Institute of Science, Bangalore, India, 2007, Brak DOI.
• [16] Rao A.R., Kumar B. Transition of turbulent pipe flow. J. Hydraul. Res. IAHR. 2009. DOI 10.1080/00221686.2009.9522029.
• [17] Swamee P.K., Swamee N. Full-range pipe-flowequations. Journal of Hydraulic Research. 2007. DOI: 10.1080/00221686.2007.9521821.
• [18] Evangelides C., Papaevangelou G., Tzimopoulos C.A. New Explicit Relation for the Friction Factor Coefficient in the Darcy – Weisbach Equation. PREC, New Jersey, 2010, Brak DOI .
• [19] Brkić D. Review of explicit approximations to the Colebrook relation for flow friction. Journal of Petroleum Science and Engineering. 2011. DOI 10.1016/j.petrol.2011.02.006.
• [20] Fang X., Xu Y., Zhou Z. New correlations of single-phase friction factor for turbulent pipe flow and evaluation of existing single-phase friction factor correlations. Nuclear Engineering and Design. 2011. DOI 10.1016/j.nucengdes.2010.12.019.
• [21] Li P., Seem J.E., Li Y. A new explicit equation for accurate friction factor calculation of smooth pipes. Int. J. Refrig. 2011; https://doi.org/10.1007/s40996-019-00343-2.
• [22] Mileikovskyi V., Tkachenko T. Precise Explicit Approximations of the Colebrook-White Equation for Engineering Systems. Proceedings of EcoComfort. 2020. DOI 10.1007/978-3-030-57340-9_37.