ÿþS i g n i f i c a n t L e a r n i n g O u t c o m . . . h t t p : / / e d u g e n . w i l e y . c o m / e d u g e n / c o u r s e s / c r s 2 4 3 6 / c r o w e 9 7 7 1 / c r o w e 9 7 7 1 . . .
C H A P T E R
F l o w i n
1 0
C o n d u i t s
S I G I F I C A T L E A R I G O U T C O M E S
T h e A l a s k a n p i p e l i n e , a s i g n i f i c a n t a c c o m p l i s h m e n t o f t h e e n g i n e e r i n g p r o f e s s i o n ,
t r a n s p o r t s o i l 1 2 8 6 k m a c r o s s t h e s t a t e o f A l a s k a . T h e p i p e d i a m e t e r i s 1 . 2 m , a n d t h e
4 4 p u m p s a r e u s e d t o d r i v e t h e f l o w . T h i s c h a p t e r p r e s e n t s i n f o r m a t i o n f o r d e s i g n i n g
s y s t e m s i n v o l v i n g p i p e s , p u m p s , a n d t u r b i n e s .
C o n c e p t u a l K n o w l e d g e
· D e s c r i b e l a m i n a r f l o w , t u r b u l e n t f l o w , d e v e l o p i n g f l o w , a n d f u l l y d e v e l o p e d f l o w i n a
c o n d u i t .
· D e s c r i b e h o w t o c h a r a c t e r i z e t o t a l h e a d l o s s b y u s i n g c o m p o n e n t a n d p i p e h e a d l o s s .
· L i s t t h e s t e p s u s e d t o d e r i v e t h e ( a ) D a r c y - W e i s b a c h e q u a t i o n a n d ( b ) P o i s e u i l l e f l o w
s o l u t i o n .
· D e s c r i b e t h e m a i n f e a t u r e s o f t h e M o o d y d i a g r a m .
P r o c e d u r a l K n o w l e d g e
1 o f 2 1 / 1 5 / 2 0 0 9 1 2 : 5 8 A M
S i g n i f i c a n t L e a r n i n g O u t c o m . . . h t t p : / / e d u g e n . w i l e y . c o m / e d u g e n / c o u r s e s / c r s 2 4 3 6 / c r o w e 9 7 7 1 / c r o w e 9 7 7 1 . . .
· C l a s s i f y f l o w a s ( a ) l a m i n a r o r t u r b u l e n t a n d ( b ) d e v e l o p i n g o r f u l l y d e v e l o p e d .
· U s i n g e q u a t i o n s o r t h e M o o d y d i a g r a m , f i n d v a l u e s o f t h e f r i c t i o n f a c t o r f .
· C a l c u l a t e p i p e h e a d l o s s , c o m p o n e n t h e a d l o s s , a n d t o t a l h e a d l o s s .
T y p i c a l A p p l i c a t i o n s
· F o r f l o w i n a p i p e , f i n d t h e p r e s s u r e d r o p o r h e a d l o s s .
· F o r a s p e c i f i e d s y s t e m , f i n d t h e f l o w r a t e .
· F o r a s p e c i f i e d f l o w r a t e a n d p r e s s u r e d r o p , d e t e r m i n e t h e s i z e o f p i p e r e q u i r e d .
· F o r a s y s t e m w i t h a p u m p , f i n d t h e p u m p s p e c i f i c a t i o n s ( p o w e r , h e a d , f l o w r a t e ) .
· F o r a s p e c i f i e d e l e v a t i o n c h a n g e a n d f l o w r a t e , f i n d t h e p o w e r t h a t c a n b e p r o d u c e d b y a
t u r b i n e .
T h e f u n d a m e n t a l s o f t h e e n e r g y e q u a t i o n w e r e p r e s e n t e d i n C h a p t e r 7 , a n d t h e f u n d a m e n t a l s o f s h e a r
s t r e s s , v e l o c i t y p r o f i l e s , a n d b o u n d a r y l a y e r i n C h a p t e r 9 . T h i s c h a p t e r c o m b i n e s t h e s e i d e a s t o
d e s c r i b e f l o w i n c o n d u i t s . A c o n d u i t i s a n y p i p e , t u b e , o r d u c t t h a t i s c o m p l e t e l y f i l l e d w i t h a f l o w i n g
f l u i d . E x a m p l e s i n c l u d e a p i p e l i n e t r a n s p o r t i n g l i q u e f i e d n a t u r a l g a s , a m i c r o c h a n n e l t r a n s p o r t i n g
h y d r o g e n i n a f u e l c e l l , a n d a d u c t t r a n s p o r t i n g a i r f o r h e a t i n g o f a b u i l d i n g . A p i p e t h a t i s p a r t i a l l y
f i l l e d w i t h a f l o w i n g f l u i d , f o r e x a m p l e a d r a i n a g e p i p e , i s c l a s s i f i e d a s a n o p e n - c h a n n e l f l o w a n d w i l l
b e a n a l y z e d i n C h a p t e r 1 5 .
T h e m a i n g o a l o f t h i s c h a p t e r i s t o d e s c r i b e h o w t o p r e d i c t h e a d l o s s . P r e d i c t i n g h e a d l o s s i n v o l v e s
c l a s s i f y i n g f l o w a s l a m i n a r o r t u r b u l e n t a n d t h e n u s i n g e q u a t i o n s t o c a l c u l a t e h e a d l o s s e s i n p i p e s a n d
c o m p o n e n t s . T h i s c h a p t e r a l s o d e s c r i b e s h o w t o u s e d a t a f r o m a p u m p m a n u f a c t u r e r t o s e l e c t t h e
r i g h t s i z e o f p u m p f o r a g i v e n a p p l i c a t i o n a n d h o w t o m o d e l a n e t w o r k o f p i p e s .
C o p y r i g h t © 2 0 0 9 J o h n W i l e y & S o n s , I n c . A l l r i g h t s r e s e r v e d .
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