Die Darcy-Weisbach-Gleichung, zur Berechnung des Reibungsverlustes in einem Rohr, verwendet einen dimensionslosen Wert, der als Reibungsfaktor (auch Darcy-Weisbach-Reibungsfaktor oder Moody-Reibungsfaktor genannt) bekannt ist und der viermal größer ist als der Fanning-Reibungsfaktor.
Reibungsfaktor-Diagramm / Moody-Diagramm
Der Reibungsfaktor oder das Moody-Diagramm ist die Darstellung der relativen Rauheit (e/D) eines Rohres gegen die Reynoldsche Zahl. Die blauen Linien stellen den Reibungsfaktor für die Strömung im vollständig turbulenten Bereich des Diagramms dar, während die gerade schwarze Linie den Reibungsfaktor für die Strömung im vollständig laminaren Bereich des Diagramms darstellt.
Im Jahr 1944 zeichnete LF Moody die Daten aus der Colebrook-Gleichung auf und das resultierende Diagramm wurde als Moody-Diagramm oder manchmal auch als Reibungsfaktor-Diagramm bekannt. Es war dieses Diagramm, das es erstmals ermöglichte, einen einigermaßen genauen Reibungsfaktor für turbulente Strömungsbedingungen zu erhalten, basierend auf der Reynoldszahl und der relativen Rauheit des Rohres.
Reibungsfaktor für laminare Strömung
Der Reibungsfaktor für laminare Strömung wird berechnet, indem 64 durch die Reynoldszahl geteilt wird.
Reibungsfaktor (für laminare Strömung) = 64 / Re
Kritischer Strömungszustand
Wenn die Strömung zwischen dem laminaren und dem turbulenten Strömungszustand (Re 2300 bis Re 4000) auftritt, wird der Strömungszustand als kritisch bezeichnet und ist schwer vorherzusagen. Hier ist die Strömung weder gänzlich laminar noch gänzlich turbulent. Es handelt sich um eine Kombination der beiden Strömungszustände.
Reibungsfaktor für turbulente Strömung
Der Reibungsfaktor für turbulente Strömung wird mit der Colebrook-White-Gleichung berechnet:
Colebrook-White-Gleichung
Die Berechnung des Reibungsfaktors erfordert aufgrund der impliziten Aufstellung der Colebrook-White-Gleichung eine iterative Lösung mittels numerischer Verfahren.
Der Reibungsfaktor wird dann in die Darcy-Weisbach-Formel eingesetzt, um den Reibungsverlust des Fluids in einem Rohr zu berechnen.