Friction Factor for Circular Pipe with Uniform Roughness

균일조도 원형관 마찰계수

On the basis of Nikuradse laboratory experiments conducted in circular pipe with uniform roughness, five flow regimes are defined with respect to the characteristics of boundary layer such as laminar, transition laminar, smooth turbulent, transition turbulent and rough turbulent flows. Two cases are found for the transition laminar flow: one for the transition between laminar flow and smooth turbulent flow and the other for the one between laminar flow and rough turbulent flow. They all can be clearly determined by the relative roughness or the ratio of pipe diameter to the roughness. Explicit functions are developed for the estimation of pipe friction factor for the various flow conditions including turbulent flow regimes, which have excellent agreement with the Nikuradse laboratory data.

균일조도 원형관에서 수행한 Nikuraclse의 실험결과에 따라 관로흐름은 층류(層流), 천이층류(遷移層流), 완난류(緩亂流), 천이난류(遷移亂流)와 전난류(全亂流)등 다섯가지로 구분되며, 천이층류는 조건에 따라 층류로부터 완난류로 천이하는 경우와 층류로부터 전난류로 바로 천이하는 경우가 있다. 각 조건은 관경의 조고에 대한 비로 결정될 수 있으며, 각 조건에 대하여 원형관 마찰계수를 양해법으로 구하는 수식을 개발하였다. 본 수식은 Nikuradse의 실험결과와 비교하여 상당히 양호한 결과를 보여준다.