마찰을 형태마찰(form friction)이라 한다. 유체가 직관내를 흐를 때 나타나는 압력손실은 표면마찰 때문이다.
유체의 흐름이 난류인 경우, 압력손실은 다음의 Fanning 식으로 계산된다.
: Fanning equation --------------------(2-1)
여기서 f를 Fanning 마찰계수라 하며, 난류의 연구에서 특히 중요하다.
= ------------------
관의 단면이 일정하고, 관이 수평으로 놓여 있을 때는 식(7.13)로부터
가 얻어진다.
Darcy는 길고 곧은 원관 내의 물의 유동에 관한 실험을 통하여 수두손실hL이 속도수두와 관의 길이에 비례하고 관의 직경에는 반비례함을 확인하여 다음 식을 제시 하였다.
식 (7.15)
여기서 비례상수 f는 마찰계수라 부
마찰의 영향: 마찰이 있으면 기계적 에너지가 손실
⇒ 의 양이 일정하지 않고 흐름방향에 따라 감소
운동에너지 보정인자 와 마찰에 관한 항을 첨가하면
( : 지점 a와 b사이에서 유체 단위 질량당 발생하는 전체 마찰)
③ 펌프일
펌프를 사용하여 유체의 기계적 에너지를 증가시킴
여기서 f를 Fanning 마찰계수라 하며, 난류의 연구에서 특히 중요하다.
=
층류흐름에서 마찰계수와 Reynolds 수의 관계는
따라서, 유체의 흐름이 층류일 때는 다음의 Hagen-Poiseuille 식으로도 계산할 수 있다.
난류 유동에 대한 곧은 관에서의 마찰 손실에 관한 주제를 다루는 가운데 Fanning의 마찰인
.
- 레이놀즈수는 다음과 같은 무차원 비로 정의된다.
유체의 밀도는 r , 유체의 점도는 m , 유동의 평균속도는 V, 직경은 D 일때 레이놀즈수로 정의한다. 난류유동은 속도가 크거나 큰 물체, 혹은 유체의 점성계수가 작은 경우에 나타난다. 즉, 난류 유동은 레이놀즈 수가 큰 경우에 볼 수 있는 유동상