wrijvingsverlies

Wrijvingsverlies is een term uit stromingsleer die het drukverlies beschrijft dat optreedt wanneer een vloeistof langs de binnenwanden van een stromingskanaal beweegt en turbulente menging plaatsvindt. Het verlies ontstaat door viscose wrijving tussen vloeistof en wand en door verstoringen in de stroming. In leidingen en kanalen wordt het doorgaans uitgedrukt met de Darcy-Weisbach-wet: hf = f (L/D) (v^2/(2g)). hf is het hoofdverlies (in meters water), f de frictiefactor, L de lengte van de leiding, D de diameter, v de gemiddelde stromingssnelheid en g de zwaartekrachtsversnelling.

De frictiefactor f hangt af van het Reynoldsgetal Re en van de relatieve ruwheid ε/D van de leiding. Voor laminaire stroming geldt f = 64/Re. Bij turbulente stroming wordt f meestal bepaald met behulp van het Moody-diagram of via de Colebrook-White-vergelijking; hierbij nemen Re en de relatieve ruwheid de belangrijkste rol. Een hoger ruwe oppervlak of een kleinere diameter verhogen hf via een hogere f.

Naast hoofdverlies bestaan er ook kleine verliezen bij bochten, kleppen, uitbreidingen en andere elementen. De totale drukval is de som van hoofd- en kleine verliezen. De relatie Δp = ρ g hf koppelt het hoofdverlies aan drukverlies, waarbij Δp het drukverlies is, ρ de vloeistofdichtheid en g de zwaartekracht.

Toepassingen en reductie: wrijvingsverlies is van belang bij het ontwerp van waterdistributie-, industriële en HVAC-leidingsystemen. Om wrijvingsverlies te beperken, kan men kiezen voor een grotere diameter, een soepeler wandoppervlak, kortere lengtes en lagere stromingssnelheden, of voor een efficiënte leidingslay-out met minder bochten en verbindingen. Correcte dimensionering van pompen houdt rekening met hf om de benodigde opvoerhoogte te bepalen.