Colebrookyhtälöstä

Colebrookyhtälö, tunnettu myös Colebrookin yhtälönä, on implisiittinen yhtälö, jota käytetään monimutkaisten nesteiden virtauksessa putkissa kitkaisen paineenhäviön laskemiseen. Se on yksi käytetyimmistä ja tarkimmista yhtälöistä kitkakertoimen määrittämiseen turbulentissa virtauksessa. Yhtälö yhdistää kitkakertoimen Reynoldsin luvun ja putken suhteellisen karheuden. Koska yhtälö on implisiittinen, kitkakerrointa ei voi ratkaista suoraan, vaan se vaatii iteratiivisia menetelmiä tai numeerisia ratkaisuja.

Colebrookyhtälö kehitettiin 1930-luvulla Lewis Ferry Colebrookin toimesta. Se on peräisin kokeellisista tuloksista ja teoreettisesta pohdinnasta, ja se kattaa sekä sileät että karheat putket sekä koko Reynoldsin luvun vaihteluvälin aina laminaarisesta virtauksesta täysin kehittyneeseen turbulenssiin. Yhtälön tarkkuus on osoittautunut erinomaiseksi monissa käytännön sovelluksissa, kuten vesijohto-, öljy- ja kaasuputkien suunnittelussa.

Yhtälön ratkaisemiseen on kehitetty useita approksimaatioita ja graafisia menetelmiä, kuten Moody-kaavio. Nämä helpottavat käytännön insinööritöitä, vaikka numeeriset menetelmät ovat nykyään yleisin tapa ratkaista yhtälö tietokoneilla. Colebrookyhtälön ymmärtäminen on keskeistä fluidimekaniikan ja putkiverkostojen suunnittelun alalla.