Fattore di attrito Darcy
Con un numero di Reynolds di 100.000 e una scabrezza relativa di 0,0002, il fattore di attrito di Darcy è 0,019003236842, in regime turbolento. Un'unica formula esplicita copre il moto laminare, di transizione e turbolento, senza consultare il diagramma di Moody. Gratis nel suo browser.
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Esempio risolto
- Scabrezza relativa
- 0,0002
- Reynolds
- 100.000
- Fattore di attrito
- 0,0190032368
- Regime
- turbulent
Il fattore di attrito di Darcy è il coefficiente adimensionale che compare nell’identità di perdita di carico di Darcy-Weisbach per il flusso interno in condotta. Ingegneri, studenti e script idraulici lo leggono su un diagramma di Moody a partire da due numeri: il Reynolds della condotta e la scabrezza relativa ε/D. Questo calcolatore del fattore di attrito accetta quelle due voci e valuta la correlazione esplicita di Churchill del 1977, che recupera il ramo laminare di Hagen-Poiseuille f uguale a 64 su Re a Reynolds basso e segue la famiglia turbolenta di Colebrook-White quando il flusso è pienamente turbolento.
Che cos’è il fattore di attrito di Darcy e quando vale questa pagina
Il fattore di attrito di Darcy, detto anche fattore di attrito di Darcy-Weisbach, è il numero adimensionale f che compare nell’identità di perdita di carico hf uguale a f per L su D per V al quadrato su 2g per un flusso incomprimibile in una condotta circolare. Non è il fattore di Fanning, che vale un quarto del valore di Darcy e appartiene a un altro insieme di manuali e fogli di processo.
Per un fluido newtoniano dato e una condotta circolare data, f è determinato non appena si conoscono il numero di Reynolds Re uguale a rho V D su mu e la scabrezza relativa epsilon su D, dove epsilon è l’altezza equivalente di grano di sabbia della parete interna e D è il diametro interno.
Quei due numeri sono gli assi del diagramma di Moody: il flusso laminare a sinistra segue f uguale a 64 su Re senza dipendenza dalla scabrezza, una fascia di transizione sta intorno a Reynolds di qualche migliaio, e la famiglia pienamente turbolenta a destra cresce con la scabrezza relativa e si appiattisce verso un limite totalmente scabro che dipende solo dalla scabrezza.
L’intento di ricerca intorno a calcolatore del fattore di attrito, fattore di Darcy dal Reynolds, fattore del diagramma di Moody e scabrezza relativa di condotta si concentra su questa pagina, non su un risolutore iterativo solo Colebrook, un costruttore del numero di Reynolds né uno strumento di perdita di carico. La scabrezza relativa nulla è il limite idraulicamente liscio e viene accettata; un’altezza di grano negativa viene rifiutata perché non può essere negativa.
Come questo calcolatore convalida l’ingresso e valuta il f di Churchill
La scabrezza relativa deve stare nell’intervallo chiuso da 0 a 0.05, la fascia commerciale tracciata su un diagramma di Moody standard. Il numero di Reynolds deve essere strettamente positivo: un Re nullo o negativo viene rifiutato con un messaggio che il fattore di attrito di Darcy non è definito per un Reynolds non positivo, secondo il contratto di questa pagina.
Dopo la convalida il motore valuta la correlazione esplicita di Churchill del 1977: A è 2.457 volte il logaritmo naturale di uno sulla quantità 7 su Re alla 0.9 più 0.27 volte epsilon su D, il tutto elevato alla sedicesima; B è 37530 su Re alla sedicesima; f è otto volte la radice dodicesima di 8 su Re alla dodicesima più A più B alla meno tre mezzi.
Quella forma chiusa unica recupera il 64 su Re laminare a Re basso e segue le curve turbolente di Moody senza un ciclo di Newton. I risultati sono arrotondati a dodici decimali perché la stessa coppia si serializzi sempre allo stesso modo tra motori JavaScript. Non c’è rete, né seme casuale, né orologio a muro nel percorso di calcolo.
Casi d'uso
Schizzi di dimensionamento di condotte commerciali
I progettisti stimano il fattore di attrito di Darcy di una linea in acciaio, PVC o calcestruzzo prima di calcolare la perdita di carico di Darcy-Weisbach o scegliere una curva di pompa.
Oracoli deterministici per prove di idraulica
Le pipeline che alimentano test unitari o demo interattive di Moody chiamano un oracolo puro di Churchill invece di reimplementare potenze alte e logaritmi in ogni linguaggio.
Domande frequenti
Perché un numero di Reynolds non positivo viene rifiutato?
Re = ρVD/μ deve essere positivo per un flusso fisico di condotta.
Questo è il fattore di Darcy o quello di Fanning?
Darcy (detto anche Darcy-Weisbach). Il fattore di attrito di Fanning è un quarto del valore di Darcy. Le formule di perdita di carico che usano f (L/D) V²/(2g) vogliono il numero di Darcy che questo strumento restituisce.
Funziona anche per il moto laminare?
Sì. Con numeri di Reynolds bassi il risultato segue la legge laminare, 64 diviso il numero di Reynolds, e la scabrezza non conta. La stessa formula prosegue poi senza salti nelle curve turbolente.
Quali valori di scabrezza relativa sono accettati?
Qualsiasi valore da 0 a 0,05, l'intervallo tracciato su un diagramma di Moody standard. Zero indica un tubo idraulicamente liscio; un valore negativo viene rifiutato perché l'altezza del granello non può essere negativa.
Come viene indicato il regime di moto?
Il moto è detto laminare sotto un Reynolds di 2300, di transizione tra 2300 e 4000 e turbolento oltre 4000. Sono le soglie consuete dei manuali e compaiono accanto al fattore.
Strumenti correlati
Per sviluppatori — accesso via API
Tutto quello che vedi in questa pagina è disponibile anche via API. Questa sezione è per i team che vogliono integrarlo nei propri sistemi; chi non ne ha bisogno può semplicemente usare lo strumento qui sopra.
Endpoint
Autenticazione con Bearer token: un POST mette in coda l'attività e il risultato arriva via webhook o link firmato.
Chiamala dal tuo stack
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/phys/friction-factor \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"relative_roughness":0.0002,"reynolds":100000}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/phys/friction-factor", {
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headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
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headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"relative_roughness": 0.0002,
"reynolds": 100000
},
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task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/phys/friction-factor", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"relative_roughness":0.0002,"reynolds":100000}',
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]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"relative_roughness":0.0002,"reynolds":100000}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/phys/friction-factor", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)Esempio di richiesta
{
"relative_roughness": 0.0002,
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}Esempio di risposta
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "phys.friction_factor",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}L'API è asincrona: ricevi subito un task_id e puoi fare polling fino a 1 richiesta al secondo.
Prezzi
Prezzo pubblicato, senza token né crediti. Se l'attività fallisce, non paghi.
Errori
| HTTP | Codice | Significato |
|---|---|---|
401 | unauthorized | Chiave API mancante o non valida: controlla l'header Authorization. |
402 | insufficient_balance | Credito esaurito: ricarica per continuare a eseguire attività. |
404 | unknown_type | Tipo di attività sconosciuto: controlla il campo type della richiesta. |
429 | rate_limited | Troppe richieste in poco tempo: rallenta e riprova tra qualche secondo. |
Note tecniche
La stessa funzione pura alimenta l’esecutore gratuito nel browser e l’API, così un controllo dei compiti e una pipeline di produzione non divergono mai su f. Un numero di Reynolds non positivo viene rifiutato con invalid_input anziché restituire un fattore privo di senso. Le chiamate API riuscite sono addebitate al $0.002 pubblicato; la validazione fallita non viene fatturata.
Che cos’è il fattore di attrito di Darcy e quando vale questa pagina
Chi ha già Re ed epsilon su D vuole il numero del diagramma di Moody come JSON strutturato. Un Reynolds non positivo non descrive un flusso fisico di condotta e viene rifiutato con invalid_input anziché un fattore fabbricato.
Come questo calcolatore convalida l’ingresso e valuta il f di Churchill
Invii un corpo JSON con i due campi obbligatori relative_roughness e reynolds. Ogni campo deve essere un numero finito o una stringa numerica che si interpreta come tale, inclusa la notazione scientifica come 1e5; campi assenti, stringhe vuote, testo non numerico, NaN e Infinity falliscono subito con invalid_input nominando il campo in causa, e quei fallimenti non vengono fatturati. Alias opzionali come rr, roughness, epsilon_d, e_d, re e reynolds_number sono accettati quando documentati, così moduli e script usano i simboli da manuale. In caso di successo il JSON riporta friction_factor, gli ingressi eco, la stringa di formula, method churchill_1977 e regime laminar, transitional o turbulent secondo le soglie abituali 2300 e 4000.
Uso pratico, strumenti vicini e ciò che questa pagina non inventa
Usi lo strumento del browser quando vuole un f di Darcy immediato mentre valuta un compito di fluidi, controlla una linea d’acqua o d’olio abbozzata come condotta d’acciaio commerciale, o insegna perché il diagramma di Moody ha un ramo laminare, una fascia di transizione e una famiglia turbolenta. Questa pagina non è il calcolatore del numero di Reynolds, che costruisce Re da densità, velocità, lunghezza e viscosità: calcoli prima Re e poi venga qui. Non è nemmeno uno strumento di perdita di carico di Darcy-Weisbach né un convertitore verso il fattore di Fanning. Ingressi identici producono sempre lo stesso fattore di attrito, etichetta di metodo e regime, il che rende la capacità sicura da fissare in controlli di integrazione continua e in materiali di corso riproducibili. Usi l’API quando uno script, un ausilio CAD, una piattaforma di lezioni o un taccuino ha bisogno di JSON stabile per molte coppie epsilon-su-D e Re sotto un solo contratto. Ogni richiesta riuscita è un elemento fatturabile a $0.002; la validazione fallita non consuma il saldo. Resti entro i limiti pubblicati affinché i logaritmi intermedi e le potenze alte restino definiti su un isolate Worker. Per un residuo iterativo di Colebrook-White solo sul ramo turbolento, la pagina Colebrook dedicata rifiuta di proposito Re sotto 4000; questa pagina del fattore di attrito usa Churchill così un solo endpoint restituisce un f coerente con Moody per qualsiasi Reynolds positivo, incluso il limite laminare 64 su Re.
Casi di integrazione
Compiti e controlli del diagramma di Moody
Studenti e correttori calcolano il f di Darcy da un ε/D e un Re noti, incluso il limite laminare 64/Re, e ottengono un invalid_input chiaro quando il numero di Reynolds non è positivo.
Domande tecniche
Come si calcola il fattore di attrito di Darcy dal Reynolds e dalla scabrezza relativa?
Invii con POST una scabrezza relativa ε/D non negativa (al massimo 0.05) e un numero di Reynolds positivo. L’API valuta Churchill (1977) e restituisce friction_factor più il regime di flusso.
Quali ingressi servono al calcolatore del fattore di attrito?
Due numeri finiti: relative_roughness (ε/D, incluso 0 per una condotta liscia) e reynolds (Re > 0). Alias come rr, epsilon_d, e_d, re e reynolds_number sono accettati.
Quanto costa il calcolatore del fattore di attrito?
L’esecutore nel browser è gratuito e usa la stessa libreria dell’API. Le richieste API usano saldo KIT prepagato a $0.002 per chiamata riuscita; un ingresso non valido non viene fatturato.