Colebrook-White sürtünme faktörü hesabı, boru içi türbülanslı akışta 1/√f = −2 × log₁₀[(ε/D)/3.7 + 2.51/(Re × √f)] denklemini iteratif olarak çözerek Darcy-Weisbach sürtünme katsayısını belirler. Sonuç, ΔP = f × (L/D) × (ρ × v²/2) formülünde kullanılarak boru basınç kaybı hesaplanır.

Re < 2300 laminer akışta f = 64/Re uygulanır. Malzeme seçiminize göre pürüzlülük katsayısı ve boru iç çapı otomatik atanır; yalnızca akış hızı ve su sıcaklığını girmeniz yeterlidir.

Temel Formüller

1. Reynolds Sayısı (Re)

Re = (ρ × v × D) / μ
  • ρ = Akışkan yoğunluğu (kg/m³)
  • v = Akış hızı (m/s)
  • D = Boru iç çapı (m)
  • μ = Dinamik viskozite (Pa·s)

Akış Rejimleri:

  • Re < 2300: Laminer Akış — f = 64 / Re
  • 2300 ≤ Re ≤ 4000: Geçiş Bölgesi
  • Re > 4000: Türbülanslı Akış — Colebrook-White

2. Bağıl Pürüzlülük (ε/D)

ε/D = ε / D
  • ε = Mutlak pürüzlülük (m)
  • D = Boru iç çapı (m)

Boru yüzeyi pürüzlülüğünün çapa oranıdır; sürtünme faktörünü doğrudan etkiler.


3. Colebrook-White Denklemi

1/√f = −2 × log₁₀ [ (ε/D)/3.7 + 2.51/(Re × √f) ]

Türbülanslı akışta f iteratif (Newton-Raphson) olarak çözülür.

  • f = Darcy-Weisbach sürtünme faktörü (boyutsuz)

4. Darcy-Weisbach Basınç Kaybı

ΔP = f × (L/D) × (ρ × v²/2)

veya yük kaybı olarak:

h_f = f × (L/D) × (v²/2g)
  • ΔP = Basınç kaybı (Pa)
  • h_f = Yük kaybı (m)
  • L = Boru uzunluğu (m)
  • g = 9.80665 m/s²

5. Akış Hızından Debi Hesabı

v = Q / A = (4 × Q) / (π × D²)
  • Q = Hacimsel debi (m³/s); m³/h ise: v = 4Q / (π × 3600 × D²)
  • A = π × D² / 4 (m²)

Malzeme Pürüzlülük Katsayıları ve Çap Standartları

Malzeme ε (m) Gösterim Standart Çap Aralığı
Bakır 0.000001DN EN 1057 R250 DN 10 – DN 267
Pe (PE100) 0.0000015Ø (dış çap) EN 12201 / ISO 4427 SDR11 PN16 Ø16 – Ø630 mm
Pprc (PP-R) 0.0000015Ø (dış çap) EN ISO 15874 PN20 Ø20 – Ø160 mm
PVC (U-PVC) 0.0000015Ø (dış çap) EN 1452 / ISO 1452 PN10 Ø25 – Ø500 mm
Paslanmaz Çelik 0.000002DN EN ISO 1127 / ANSI B36.19 SCH10S DN 6 – DN 600
Siyah Çelik 0.000045DN EN 10255 orta seri DN 15 – DN 2200
Galvaniz Çelik 0.000150DN EN 10255 + EN 10240 DN 15 – DN 1000
Dökme Demir (Sfero) 0.000250DN ISO 2531 / EN 545 K9 DN 80 – DN 2600

Plastik Borularda DN / Ø Farkı

PE, PPRC ve PVC borularda boyutlandırma dış çap (Ø) üzerinden yapılır. Örneğin Ø32 PPRC boru 32 mm dış çaplı olup PN20'de iç çapı ≈ 21.2 mm'dir. Çelik ve dökme demir borularda DN (anma çapı) kullanılır; DN değeri yaklaşık iç çapı ifade eder.

Hesaplama Adımları

1. Malzeme → ε ve iç çap (D) otomatik atanır.

2. Su sıcaklığı → ρ ve μ lineer interpolasyonla hesaplanır.

3. Re = (ρ × v × D) / μ ve ε/D = ε / D hesaplanır.

4. Re ≤ 2300 ise f = 64/Re (laminer); aksi hâlde Colebrook-White Newton-Raphson ile çözülür.

Suyun Termal Özellikleri Tablosu

Atmosfer basıncında (≈101325 Pa) suyun sıcaklığa bağlı termal ve fiziksel özellikleri:

Su Sıcaklığı
(°C)
Isıl İletkenlik
(W/m·K)
Özgül Isı
(kJ/kg·K)
Prandtl
Katsayısı
Yoğunluk
(kg/m³)
Dinamik Viskozite
(Pa·s)
Kinematik Viskozite
(m²/s)
Entalpi
(kJ/kg)
0 0,5654,21713,3376999,840,0017870,000001787-0,03
5 0,5754,20111,0999999,960,0015180,00000151821,01
10 0,5844,1929,3783 999,700,0013070,00000130842,00
20 0,6024,1836,9646 998,200,0010020,00000100483,90
30 0,6174,1795,4018 995,650,0007980,000000801125,72
40 0,6304,1794,3282 992,220,0006530,000000658167,51
50 0,6424,1813,5605 988,040,0005470,000000553209,30
60 0,6524,1852,9931 983,200,0004670,000000475251,12
70 0,6614,1902,5625 977,770,0004040,000000413292,99
80 0,6684,1972,2280 971,800,0003550,000000365334,93
90 0,6744,2061,9634 965,320,0003150,000000326376,95
1000,6794,2161,7505 958,360,0002820,000000294419,07

Not: Bu değerler atmosfer basıncında (≈101.3 kPa) ölçülmüştür. Yüksek basınç veya farklı sıcaklıklarda özellikler değişebilir. Tablodaki değerler Reynolds sayısı, basınç kaybı ve ısı transferi hesaplamalarında kullanılabilir.