लामिना प्रवाह के लिए फैनिंग घर्षण कारक: क्या, कैसे खोजें, चार्ट, विभिन्न संस्थाएं

इस लेख में हम लामिना के प्रवाह के लिए फैनिंग घर्षण कारक के बारे में चर्चा करेंगे। लामिना का प्रवाह प्रवाह का सबसे सरल रूप है जिसमें द्रव की परतें एक दूसरे के साथ प्रतिच्छेद नहीं करती हैं।  

लामिना के प्रवाह में द्रव की परतें बहुत सुचारू रूप से प्रवाहित होती हैं, दो अन्य प्रकार के प्रवाह भी होते हैं जिनके बारे में हम इस लेख में विस्तार से चर्चा करेंगे। हम पहले लैमिनार प्रवाह, क्षणिक प्रवाह और अशांत प्रवाह के बारे में चर्चा करेंगे। हम उनकी संपत्तियों के बारे में भी चर्चा करेंगे। तब हम एक विमाहीन संख्या के बारे में चर्चा करेंगे जिसे रेनॉल्ड्स संख्या कहते हैं।

लामिना का प्रवाह क्या है?

लामिना का प्रवाह एक प्रकार का प्रवाह है जिसमें द्रव बहुत सहज तरीके से चलता है और द्रव की परतें एक दूसरे को नहीं काटती हैं बल्कि समानांतर रेखाओं में प्रवाहित होती हैं।

यह जांचने के लिए कि कोई प्रवाह लैमिनार है या नहीं, हम रेनॉल्ड्स नंबर की मदद लेते हैं। यह एक आयामहीन संख्या है जो हमें प्रवाह के प्रकार के बारे में बताती है, चाहे वह अशांत हो या संक्रमण या लामिना प्रवाह। इस लेख के बाद के भाग में हम रेनॉल्ड की संख्या के बारे में अध्ययन करेंगे।

छवि क्रेडिट: केविन पेरावि, हॉर्सशू फॉल्स का क्लोजअप, सीसी द्वारा एसए 3.0

रेनॉल्ड का नंबर क्या है?

रेनॉल्ड की संख्या एक आयामहीन संख्या है जो हमें द्रव के प्रवाह के प्रकार को खोजने में मदद करती है प्रवाह शायद लामिना, अशांत या संक्रमणकालीन हो सकता है। द्रव मशीनरी के साथ व्यवहार करते समय प्रवाह के प्रकार को जानना बहुत महत्वपूर्ण है।

लामिना के प्रवाह का मान ज्ञात करने के लिए, हमें द्रव की गतिज श्यानता, द्रव का घनत्व और उस द्रव के वेग की आवश्यकता होती है जिसके साथ वह बह रहा है। रेनॉल्ड की संख्या का उपयोग पाइप में घर्षण नुकसान को खोजने के लिए भी किया जा सकता है। हम इस लेख में लामिना प्रवाह के बारे में अधिक अध्ययन करेंगे।

फैनिंग फैक्टर क्या है?

रेनॉल्ड की संख्या की तरह, फैनिंग कारक भी एक आयामहीन संख्या है जिसका उपयोग सातत्य यांत्रिकी की गणना में गणना करते समय किया जाता है।

इसे स्थानीय अपरूपण प्रतिबल और द्रव के स्थानीय प्रवाह गतिज ऊर्जा के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जा सकता है। गणितीय रूप से फैनिंग कारक को निम्न सूत्र द्वारा दिया जा सकता है-

कहा पे,

f फैनिंग कारक है

ताऊ स्थानीय अपरूपण प्रतिबल है

आप थोक प्रवाह वेग है

Rho द्रव का घनत्व है।

लामिना के प्रवाह के लिए फैनिंग कारक क्या है?

हमने उपरोक्त अनुभागों में फैनिंग कारक और लैमिनार प्रवाह दोनों के बारे में चर्चा की है। अब देखते हैं कि लामिना के प्रवाह के लिए फैनिंग कारक का सूत्र क्या है।

एक लामिना प्रवाह के लिए, फैनिंग कारक नीचे दिए गए सूत्र का उपयोग करके दिया जाता है-

च=16/रे

कहा पे,

रे रेनॉल्ड की संख्या है

आप फैनिंग के कारक की गणना कैसे करते हैं?

सरल शब्दों में, डार्सी के घर्षण कारक का एक चौथाई हमें फैनिंग का घर्षण कारक देता है। विभिन्न प्रकार के प्रवाहों के लिए फैनिंग के घर्षण कारक का सूत्र भिन्न होता है।

हम लामिना प्रवाह में प्रयुक्त सूत्र के बारे में चर्चा करेंगे। लामिना प्रवाह के साथ गोल ट्यूब में बहने वाले द्रव के लिए फैनिंग कारक निम्नलिखित द्वारा दिया जाएगा-

एफ = 16 / रे

कहा पे,

रे रेनॉल्ड की संख्या है

क्या लामिना के प्रवाह के साथ घर्षण कारक अधिक होता है?

हाँ। लामिना के प्रवाह के साथ घर्षण कारक अधिक होता है. हम घर्षण कारक के सूत्र को देखकर इसे सिद्ध कर सकते हैं। हम ऊपर के भाग में घर्षण कारक के सूत्र पर पहले ही चर्चा कर चुके हैं।

सूत्र से हम देख सकते हैं कि घर्षण कारक रेनॉल्ड की संख्या के व्युत्क्रमानुपाती होता है। लामिना के प्रवाह के लिए रेनॉल्ड की संख्या कम से कम है इसलिए घर्षण कारक का उच्च मूल्य होता है।

फैनिंग घर्षण कारक उपयोग

नाम से ही पता चलता है कि घर्षण कारक घर्षण से संबंधित है। और हम जानते हैं कि बहने वाले द्रव में होने वाले घर्षण नुकसान की मात्रा को जानना कितना महत्वपूर्ण है।

हेड लॉस और प्रेशर लॉस के कारण होने वाली गतिज ऊर्जा में होने वाले नुकसान का एक मोटा अनुमान जानना भी महत्वपूर्ण है। फैनिंग घर्षण कारक हमें इन मात्राओं के मूल्यों को खोजने में मदद करता है। इन मूल्यों को जानकर हम घर्षण के कारण होने वाले नुकसान से बचने के लिए तदनुसार पाइप डिजाइन कर सकते हैं।

घर्षण कारक इकाइयाँ

हमने घर्षण कारक ज्ञात करने के सूत्र के बारे में अध्ययन किया है। यदि हम उन सभी मात्राओं की इकाइयों की गणना करें जिनका उपयोग सूत्र में किया गया है, तो हम देखेंगे कि सब कुछ रद्द हो जाता है और अनुपात 1 निकलता है।

इसलिए हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि फैनिंग के घर्षण कारक की कोई इकाई नहीं है। रेनॉल्ड की संख्या की तरह ही यह एक विमाहीन संख्या है। कारक अपने आप में दो समान मात्राओं के बीच का अनुपात है इसलिए घर्षण कारक को आयामहीन होना चाहिए।

फैनिंग घर्षण कारक सूत्र

फैनिंग घर्षण कारक स्थानीय अपरूपण प्रतिबल और प्रवाह की गतिज ऊर्जा घनत्व के बीच का अनुपात है। हम उपरोक्त अनुभागों में पहले ही सूत्र पर चर्चा कर चुके हैं लेकिन हम इसके बारे में एक और अध्ययन करेंगे, इस बार अशांत प्रवाह के लिए भी।

नीचे दिया गया खंड हमें एक गोल पाइप में बहने वाले द्रव के लामिना और अशांत प्रवाह दोनों के लिए फैनिंग का घर्षण सूत्र देता है-

लामिना का

एक गोल पाइप में लामिना के प्रवाह में बहने वाले द्रव के लिए फैनिंग घर्षण सूत्र नीचे दिया गया है-

च = 16/रे

अशांत

एक गोल पाइप में अशांत प्रवाह में बहने वाले द्रव के लिए फैनिंग घर्षण कारक सूत्र नीचे दिया गया है-

फैनिंग घर्षण कारक दबाव ड्रॉप

घर्षण प्रमुख है दबाव कम होने का कारण होने के लिये। घर्षण से द्रव के प्रवाह का वेग कम हो जाएगा और पाइप में द्रव के प्रवाहित होने पर दबाव भी कम हो जाएगा।

दबाव ड्रॉप फैनिंग के सीधे आनुपातिक है घर्षण कारक। फ्रिक्शन फैक्टर का मान जितना अधिक होगा, पाइप के सिरों पर दबाव कम होगा। इसलिए हम कह सकते हैं कि पाइप के माध्यम से द्रव प्रवाहित होने पर दबाव कम हो जाता है।

रेनॉल्ड संख्या को प्रभावित करने वाले कारक

रेनॉल्ड संख्या का सूत्र नीचे दिया गया है-

उपरोक्त सूत्र से हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि रेनॉल्ड की संख्या का मान बहने वाले द्रव के घनत्व, इसकी गतिशील चिपचिपाहट, वेग जिसके साथ द्रव बह रहा है और क्रॉस सेक्शन के समतुल्य व्यास पर निर्भर करता है जिससे द्रव बह रहा है।

डार्सी का घर्षण कारक और फैनिंग का घर्षण कारक कैसे संबंधित हैं?

डार्सी का घर्षण कारक और फैनिंग का घर्षण कारक दोनों द्रव के अंदर होने वाले घर्षण की मात्रा का प्रतिनिधित्व करते हैं और हमें बताते हैं कि पाइप के अंदर कितना दबाव गिर रहा है।

गणितीय रूप से, डार्सी का घर्षण कारक फैनिंग के घर्षण कारक का चार गुना है। ये दोनों कारक समान हैं और एक ही मात्रा का प्रतिनिधित्व करते हैं जो कि घर्षण है और एक ही चीज को खोजने के लिए भी उपयोग किया जाता है जो कि दबाव ड्रॉप है। उनके बीच एकमात्र अंतर कारक चार है जिसे डार्सी के कारक के मूल्य को खोजने के लिए फैनिंग के घर्षण कारक से गुणा किया जाता है।

पाइप के अंदर दबाव गिरने के कारण

एक पाइप के अंदर बहने वाले तरल पदार्थ के लिए दबाव ड्रॉप होने के कई कारण हो सकते हैं। कुछ कारण नीचे दी गई सूची में दिए गए हैं-

• पाइप की दीवारों से घर्षण से द्रव का दबाव कम हो जाएगा। पाइप से निकलने वाले द्रव का दबाव पाइप में प्रवेश करने वाले द्रव के दबाव से कम होगा।
• पाइप में झुकना या सिकुड़ना भी पाइप के अंदर दबाव ड्रॉप में योगदान देता है।
• एक पाइप के अंदर रुकावट
• पाइप के अंदर लगे सेंसर जो तरल पदार्थ की बहने वाली धारा में अतिरिक्त अवरोधों के रूप में भी कार्य करते हैं।
• पाइप की दीवारों के किनारे लीक।
• पाइप पर लगे उपकरण से लीकेज।