Darcy-Reibungsbeiwert
Bei einer Reynolds-Zahl von 100.000 und einer relativen Rauheit von 0,0002 beträgt der Darcy-Reibungsbeiwert 0,019003236842, die Strömung ist turbulent. Eine einzige explizite Formel deckt laminare, Übergangs- und turbulente Strömung ab, ganz ohne Moody-Diagramm. Kostenlos in Ihrem Browser.
- Kostenlos
- Läuft in Ihrem Browser
- Ohne Anmeldung
- Ihre Daten bleiben auf Ihrem Gerät
Im Browser ausführen – kostenlos
Rechenbeispiel
- Relative Rauheit
- 0,0002
- Reynolds
- 100.000
- Reibungsbeiwert
- 0,0190032368
- Regime
- turbulent
Der Darcy-Reibungsbeiwert ist der dimensionslose Beiwert in der Darcy-Weisbach-Verlusthöhenidentität für innere Rohrströmung. Ingenieure, Studierende und Hydraulikskripte lesen ihn im Moody-Diagramm aus zwei Zahlen: der Rohr-Reynolds-Zahl und der relativen Rauheit ε/D. Dieser Reibungsbeiwertrechner nimmt jene zwei Eingaben entgegen und wertet Churchills explizite Korrelation von 1977 aus, die den laminaren Hagen-Poiseuille-Ast f gleich 64 durch Re bei kleiner Reynolds-Zahl wiederfindet und der turbulenten Colebrook-White-Familie folgt, sobald die Strömung voll turbulent ist.
Was der Darcy-Reibungsbeiwert ist und wann diese Seite gilt
Der Darcy-Reibungsbeiwert, auch Darcy-Weisbach-Reibungsbeiwert genannt, ist die dimensionslose Zahl f in der Verlusthöhenidentität hf gleich f mal L durch D mal V im Quadrat durch 2g für inkompressible Strömung in einem Kreisrohr. Es ist nicht der Fanning-Reibungsbeiwert, der ein Viertel des Darcy-Werts beträgt und in einem anderen Satz von Lehrbüchern und Verfahrensblättern steht.
Für ein gegebenes newtonsches Fluid und ein gegebenes Kreisrohr ist f festgelegt, sobald die Reynolds-Zahl Re gleich rho V D durch mu und die relative Rauheit Epsilon durch D bekannt sind, wobei Epsilon die äquivalente Sandkornhöhe der Innenwand und D der Innendurchmesser ist.
Diese zwei Zahlen sind die Achsen des Moody-Diagramms: laminare Strömung links folgt f gleich 64 durch Re ohne Rauheitsabhängigkeit, ein Übergangsgürtel liegt bei Reynolds-Zahlen von einigen Tausend, und die voll turbulente Kurvenschar rechts steigt mit der relativen Rauheit und flacht zu einer nur rauheitsabhängigen voll rauen Grenze ab. Suchintentionen um Reibungsbeiwertrechner, Darcy-Reibungsbeiwert aus der Reynolds-Zahl, Moody-Diagramm-Beiwert und relative Rohrauheit bündeln sich auf dieser Seite, nicht bei einem nur iterativen Colebrook-Löser, einem Konstruktor der Reynolds-Zahl oder einem Verlusthöhenwerkzeug.
Verschwindende relative Rauheit ist die hydraulisch glatte Grenze und wird akzeptiert; eine negative Kornhöhe wird zurückgewiesen, weil sie nicht negativ sein kann.
Wie dieser Rechner die Eingabe prüft und Churchills f auswertet
Die relative Rauheit muss im abgeschlossenen Intervall von 0 bis 0.05 liegen, dem kommerziellen Bereich eines üblichen Moody-Diagramms. Die Reynolds-Zahl muss streng positiv sein: null oder negatives Re wird mit der Meldung abgelehnt, dass der Darcy-Reibungsbeiwert für eine nichtpositive Reynolds-Zahl undefiniert ist, gemäß dem Vertrag dieser Seite.
Nach der Validierung wertet die Engine Churchills explizite Korrelation von 1977 aus: A ist 2.457 mal der natürliche Logarithmus von eins durch die Größe 7 durch Re hoch 0.9 plus 0.27 mal Epsilon durch D, alles hoch sechzehn; B ist 37530 durch Re hoch sechzehn; f ist acht mal die zwölfte Wurzel aus 8 durch Re hoch zwölf plus A plus B hoch minus drei Halbe. Diese einzige geschlossene Form findet laminare 64 durch Re bei kleinem Re wieder und folgt den turbulenten Moody-Kurven ohne Newton-Schleife.
Ergebnisse werden auf zwölf Dezimalstellen gerundet, damit dasselbe Paar über JavaScript-Engines hinweg gleich serialisiert. Es gibt kein Netz, keinen Zufallskeim und keine Wanduhr im Rechenpfad.
Anwendungsfälle
Skizzen zur Dimensionierung handelsüblicher Rohre
Planer schätzen den Darcy-Reibungsbeiwert einer Stahl-, PVC- oder Betonleitung, bevor sie die Darcy-Weisbach-Verlusthöhe berechnen oder eine Pumpenkurve wählen.
Deterministische Orakel für Hydraulikprüfungen
Pipelines, die Unit-Tests oder interaktive Moody-Demos speisen, rufen ein reines Churchill-Orakel auf, statt hohe Potenzen und Logarithmen in jeder Sprache neu zu implementieren.
Häufige Fragen
Warum wird eine nichtpositive Reynolds-Zahl abgelehnt?
Re = ρVD/μ muss für eine physikalische Rohrströmung positiv sein.
Ist das der Darcy-Beiwert oder der Fanning-Beiwert?
Darcy (auch Darcy-Weisbach genannt). Der Fanning-Reibungsbeiwert ist ein Viertel des Darcy-Werts. Verlusthöhenformeln, die f (L/D) V²/(2g) verwenden, wollen die Darcy-Zahl, die dieses Werkzeug liefert.
Funktioniert der Rechner auch bei laminarer Strömung?
Ja. Bei kleinen Reynolds-Zahlen folgt das Ergebnis der laminaren Regel, 64 geteilt durch die Reynolds-Zahl, und die Rauheit spielt keine Rolle. Dieselbe Formel geht danach ohne Sprung in die turbulenten Kurven über.
Welche Werte für die relative Rauheit sind erlaubt?
Jeder Wert von 0 bis 0,05, also der Bereich eines üblichen Moody-Diagramms. Null steht für ein hydraulisch glattes Rohr; ein negativer Wert wird abgelehnt, weil eine Korngröße nicht negativ sein kann.
Wie wird das Strömungsregime angegeben?
Unter einer Reynolds-Zahl von 2300 gilt die Strömung als laminar, zwischen 2300 und 4000 als Übergang und über 4000 als turbulent. Diese üblichen Lehrbuchgrenzen erscheinen neben dem Beiwert.
Verwandte Tools
Für Entwickler — API-Zugang
Alles auf dieser Seite ist auch per API verfügbar. Dieser Abschnitt richtet sich an Teams, die es in ihre eigenen Systeme einbinden möchten; alle anderen nutzen einfach das Tool oben.
Endpunkt
Authentifizierung per Bearer-Token. Ein einziger POST stellt die Aufgabe in die Warteschlange; das Ergebnis erhalten Sie per Webhook oder über einen signierten Link.
Aufruf aus Ihrem 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", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"relative_roughness": 0.0002,
"reynolds": 100000
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/phys/friction-factor",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"relative_roughness": 0.0002,
"reynolds": 100000
},
)
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}',
],
]));
$task = json_decode($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)Beispiel-Anfrage
{
"relative_roughness": 0.0002,
"reynolds": 100000
}Beispiel-Antwort
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "phys.friction_factor",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}Die API arbeitet asynchron: Sie erhalten sofort eine task_id. Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt.
Preis
Der Preis steht auf der Seite – keine Tokens, keine Credits. Fehlgeschlagene Aufgaben werden nicht berechnet.
Fehler
| HTTP | Code | Bedeutung |
|---|---|---|
401 | unauthorized | Der API-Schlüssel fehlt oder ist ungültig – prüfen Sie den Authorization-Header (Bearer). |
402 | insufficient_balance | Ihr Guthaben reicht für diese Aufgabe nicht aus – Aufladungen verfallen nicht. |
404 | unknown_type | Unbekannter Aufgabentyp – prüfen Sie das Feld „type“ gegen den Katalog. |
429 | rate_limited | Zu viele Anfragen – warten Sie kurz; Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt. |
Technische Hinweise
Dieselbe reine Funktion speist den kostenlosen Browser-Ausführer und die API, sodass eine Hausaufgabenkontrolle und eine Produktionspipeline bei f nie voneinander abweichen. Eine nichtpositive Reynolds-Zahl wird mit invalid_input zurückgewiesen statt eines unsinnigen Beiwerts. Erfolgreiche API-Aufrufe werden zum veröffentlichten $0.002 abgerechnet; fehlgeschlagene Validierung wird nicht berechnet.
Was der Darcy-Reibungsbeiwert ist und wann diese Seite gilt
Wer bereits Re und Epsilon durch D hat, will die Moody-Diagrammzahl als strukturiertes JSON. Eine nichtpositive Reynolds-Zahl beschreibt keine physikalische Rohrströmung und wird mit invalid_input statt eines erfundenen Beiwerts zurückgewiesen.
Wie dieser Rechner die Eingabe prüft und Churchills f auswertet
Senden Sie einen JSON-Körper mit den zwei Pflichtfeldern relative_roughness und reynolds. Jedes Feld muss eine endliche Zahl oder eine numerische Zeichenkette sein, die als solche gelesen wird, einschließlich wissenschaftlicher Notation wie 1e5; fehlende Felder, leere Zeichenketten, nichtnumerischer Text, NaN und Infinity scheitern sofort mit invalid_input unter Nennung des Problemfelds, und diese Fehlschläge werden nicht abgerechnet. Optionale Aliasse wie rr, roughness, epsilon_d, e_d, re und reynolds_number werden akzeptiert, wenn sie dokumentiert sind, damit Formulare und Skripte Lehrbuchsymbole nutzen. Bei Erfolg meldet das JSON friction_factor, die zurückgegebenen Eingaben, die Formelzeichenkette, method churchill_1977 und regime laminar, transitional oder turbulent nach den üblichen Schwellen 2300 und 4000.
Praktischer Einsatz, benachbarte Werkzeuge und was diese Seite nicht erfindet
Nutzen Sie das Browserwerkzeug, wenn Sie ein sofortiges Darcy-f wollen, während Sie einen Fluidaufgaben-Satz bewerten, eine als Handelsstahlrohr skizzierte Wasser- oder Ölleitung prüfen oder lehren, warum das Moody-Diagramm einen laminaren Ast, einen Übergangsschleier und eine turbulente Familie hat. Sie ist auch kein Darcy-Weisbach-Verlusthöhenwerkzeug und kein Wandler zum Fanning-Faktor. Für ein iteratives Colebrook-White-Residuum nur auf dem turbulenten Ast lehnt die eigene Colebrook-Seite Re unter 4000 absichtlich ab; diese Reibungsbeiwertseite nutzt Churchill, damit ein einziger Endpunkt ein Moody-konsistentes f für jede positive Reynolds-Zahl liefert, einschließlich der laminaren Grenze 64 durch Re. Identische Eingaben erzeugen stets denselben Reibungsbeiwert, dasselbe Methodenkennzeichen und dasselbe Regime, weshalb die Fähigkeit sicher in Dauerintegrationsprüfungen und reproduzierbaren Kursmaterialien verankert werden kann. Nutzen Sie die API, wenn ein Skript, CAD-Helfer, Unterrichtssystem oder Notizbuch stabiles JSON für viele Epsilon-durch-D- und Re-Paare unter einem einzigen Vertrag braucht. Jede erfolgreiche Anfrage ist ein abrechenbares Element zu $0.002; fehlgeschlagene Validierung wird nicht berechnet. Bleiben Sie innerhalb der veröffentlichten Schranken, damit Zwischenlogarithmen und hohe Potenzen auf einem Worker-Isolat definiert bleiben. Diese Seite ist nicht der Reynolds-Zahl-Rechner, der Re aus Dichte, Geschwindigkeit, Länge und Viskosität baut — berechnen Sie Re zuerst und kommen Sie dann hierher.
Integrationsbeispiele
Hausaufgaben und Moody-Diagramm-Kontrollen
Studierende und Korrektoren berechnen Darcy-f aus bekanntem ε/D und Re, einschließlich der laminaren Grenze 64/Re, und erhalten ein klares invalid_input, wenn die Reynolds-Zahl nicht positiv ist.
Technische Fragen
Wie berechnet man den Darcy-Reibungsbeiwert aus Reynolds-Zahl und relativer Rauheit?
Senden Sie per POST eine nichtnegative relative Rauheit ε/D (höchstens 0.05) und eine positive Reynolds-Zahl. Die API wertet Churchill (1977) aus und liefert friction_factor plus das Strömungsregime.
Welche Eingaben braucht der Reibungsbeiwertrechner?
Zwei endliche Zahlen: relative_roughness (ε/D, einschließlich 0 für ein glattes Rohr) und reynolds (Re > 0). Aliasse wie rr, epsilon_d, e_d, re und reynolds_number werden akzeptiert.
Was kostet der Reibungsbeiwertrechner?
Der Browser-Ausführer ist kostenlos und nutzt dieselbe Bibliothek wie die API. API-Anfragen verwenden vorausbezahltes KIT-Guthaben zu $0.002 je erfolgreichem Aufruf; ungültige Eingabe wird nicht berechnet.