クリティカルフローのDarcy摩擦係数の推定

ダルシー・ワイスバッハの式は、非圧縮性流体を輸送するパイプ内の摩擦圧力損失を計算するために使用されます。この方程式は、無次元のダルシー摩擦係数（ムーディー係数とも呼ばれます）を使用して、パイプ表面の相対的な粗さを考慮します。

この経験的要因は実験的にムーディーによって決定され、通常はムーディーチャートから読み取られます。しかし、私はソフトウェアで圧力損失計算を実装しているので、ダルシー摩擦係数を見つけるための非グラフィカルな方法が必要です。

層流（Re <2320）および乱流（Re> 4000）の流れの下でDarcy摩擦係数を計算するための方程式は、すぐに利用できます。しかし、層流と乱流の間に存在する遷移領域（2320 <Re <4000）、「クリティカルゾーン」とも呼ばれる遷移領域に有効なものを見つけることができませんでした。

この地域では流体の流れが複雑で予測が難しいことを理解しています。しかし、このクリティカルゾーンの摩擦係数を合理的に推定する一般的に使用される方法はありますか？

学生論文に記載されている方法を見つけましたが、ピアレビューは行われておらず、スムーズパイプのみに限定されています。もっと試してテストしたものを探しています。

公式が利用できない場合、この問題を軽減または解決するために他のエンジニアは通常どのようなアプローチをとりますか？

エンジニアとして、答えが必要な場合がありますが、それが最善の答えではないかもしれませんが、答えを取得する必要があります。

この場合、これを処理するには2つの方法があります。1つ目は、乱流を層流の終わりまで後方に外挿することです。乱流は常に層流よりも高いため、配管では実際の摩擦流よりも高くなりますが、主にこれを使用して配管やポンプなどのサイズを設定しているため、最終的には羽目になる過剰性能のポンプ、パイプ、などこれは悪いことではありませんが、それが望まれていません。しかし、この方法であなたは答えを持っています。これが発生したときにプログラムが警告を示している場合

「これは乱流ゾーンにあるため、正確な推定は困難です。代わりに控えめな量が与えられています。より良い設計は、層流または乱流ゾーンのどちらかになります。」

そして、ほとんどのエンジニアは満足するでしょう。

2番目の方法は、ユーザーが層流領域または乱流領域のどちらかにいることを要求することです。これは、ほとんどのエンジニアがこの状況に対処する方法です-彼らは完全に地域を避けます。 このようにして、オーバーエンジニアリングを回避するために、システムを正確かつ効率的に設計できます。