Der Fanning-Reibungsfaktor ist ein Element bei der Berechnung des Druckverlusts aufgrund von Reibung in einem Rohr. Sie ist eine Funktion der Rauheit des Rohres und des Turbulenzgrades innerhalb der Flüssigkeitsströmung. Diese Faktoren können experimentell bestimmt werden, werden aber häufiger aus Diagrammen und Diagrammen entnommen. Die Zahlen sind dimensionslos, haben also keine Maßeinheiten.
Der Druck der durch ein Rohr strömenden Flüssigkeit nimmt aufgrund der Reibung zwischen den Innenwänden des Rohres und der sich bewegenden Flüssigkeit ab. Entweder Pumpen oder die Schwerkraft müssen die Energie liefern, um Flüssigkeit zu bewegen. In sehr langen Rohren ist der Druckabfall aufgrund von Reibungsverlusten so hoch, dass die Flüssigkeit überhaupt nicht fließt. Pipelines, wie die Alaska-Ölpipeline, erfordern Zwischenpumpstationen, um den Druck zu erhöhen.
Ein Verständnis des Druckverlusts, der auftritt, wenn sich Flüssigkeiten durch Rohre bewegen, ist bei jeder Rohrleitungsanwendung von wesentlicher Bedeutung. Es ist kritisch für chemische Prozesse, die Rohre als Rohrreaktoren verwenden. Als Reaktoren verwendete Rohre erzeugen Reaktionsbedingungen, bei denen Temperatur und Druck leicht kontrolliert werden können. Die Reaktionsverweilzeit und der Grad der Reaktionsvervollständigung sind eine Funktion der Länge des Rohres.
Exotherme Reaktionen geben im Verlauf Wärme ab. Um isotherme Bedingungen und einen konstanten Fanning-Reibungsfaktor aufrechtzuerhalten, muss das Rohr im Gegenstrom gekühlt werden. Endotherme Reaktionen, die Wärme absorbieren, erfordern die entgegengesetzte Behandlung. Wenn keine isothermen Bedingungen eingehalten werden, müssen die Berechnungen mit dem Fanning-Reibungsfaktor die Viskositäts- und Reibungsänderung berücksichtigen, die auftritt, wenn die Flüssigkeit wärmer oder kühler wird.
Reynolds-Zahlen sind dimensionslose Maße für den Turbulenzgrad in der Flüssigkeit. Bei laminarer Strömung mit Reynolds-Zahlen unter 2,000 bewegt sich die Flüssigkeit mit einem kugelförmigen Geschwindigkeitsprofil und geringer Durchmischung. Die maximale Geschwindigkeit tritt in der Mitte des Rohrquerschnitts auf und beträgt das Doppelte des durchschnittlichen Durchflusses der Flüssigkeit. Turbulente Strömung mit vollständiger Durchmischung tritt bei Reynolds-Zahlen über 3,000 auf. Zwischen den laminaren und turbulenten Zonen tritt eine dünne Pufferzone mit Reynolds-Zahlen zwischen 2,000 und 3,000 auf.
Ein Auffächerungsreibungsfaktor kann durch Messen von Druckverlusten über Rohrleitungen bestimmt werden, deren Durchmesser groß genug ist, um für den Feld- oder Anlagenbetrieb skalierbar zu sein. Typischerweise werden diese Experimente durchgeführt, wenn laminare Strömungsbedingungen benötigt werden. Häufiger wird der Fanning-Reibungsfaktor aus einem Diagramm abgelesen, da die meisten Pfropfenströmungsreaktoren mit hohen Reynolds-Zahlen betrieben werden.
Die Rauheit der Oberfläche des Rohrinneren wird messtechnisch ermittelt. Die Reynolds-Zahl wird aus dem Rohrdurchmesser, der Flüssigkeitsviskosität und dem Druckabfall berechnet. Diagramme des Fanning-Reibungsfaktors gegen die Reynolds-Zahl für Rohre unterschiedlicher Rauheit sind in technischen Handbüchern verfügbar. Diese Bücher enthalten auch Tabellen der Oberflächenrauheit verschiedener Materialien.