流路モデル
channel model
透過流動の圧力損失特性を記述するモデルの一つで,粒子層内の間隙を多数の屈曲管路の集合体と考え,流路一本当たりの圧力損失を求めて粒子層の圧力損失を予測するモデルである。以下の Hagen-Poiseuille の式(式(1))またはファニングの式(式(2))が基本となっている。
\begin{align}
& \varDelta p = \frac{32 L \mu u}{D^{2}} \tag{1} \\[7px]
& \varDelta p = 4f \frac{L}{D}\frac{\rho_{\mathrm{f}}u^{2}}{2} \tag{2}
\end{align}
ここで,$\varDelta p$ は圧力損失,$u$ は流速,$L$ は管路の長さ,$D$ は管径,$\mu$ は流体の粘度,$\rho_{\mathrm{f}}$ は流体の密度,$f$ はファニングの管摩擦係数である。
上式中の $D$ を流路断面積の濡れ辺長(ぬれ辺長)に対する比で定義される動水半径の 4 倍で置き換え,さらに $L$ を屈曲を考慮した実際の長さに変換すると,充塡層圧力損失の推定に広く利用されているコゼニー・カーマンの式やエルガンの式が導かれる。
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ファニングの式,コゼニー・カーマンの式,エルガンの式
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