Der Druckverlust ist bei gegebener (eventuell komplizierter) Geometrie und turbulenter Strömung näherungsweise proportional zur kinetischen Energiedichte. Das wird mit dem Druckverlustbeiwert ζ (Zeta) berücksichtigt:
Darin ist die Dichte des Mediums und die mittlere Strömungsgeschwindigkeit.
Für lange, gerade Rohre liegt es nahe, auch den Einfluss der Länge und des Durchmessers explizit zu berücksichtigen:
Für weniger lange Rohre gilt das nur näherungsweise, bzw. genügend weit hinter dem Eintritt differenziell:
Laminare Strömung
Für die laminare, voll ausgebildete Strömung in einem kreisrunden Rohr bestimmt sich die Rohrreibungszahl nach dem Gesetz von Hagen-Poiseuille zu:
Hydraulisch glattes Rohr, d. h. die Unebenheiten der Rohrwand sind zur Gänze von einer viskosen Unterschicht umhüllt. Der Wert von errechnet sich mit der Formel von Prandtliterativ. Als Startwert kann verwendet werden[1]:
Eine häufig verwendete einfache Korrelation zur näherungsweisen Berechnung des Druckverlustverhaltens des glatten Rohres im Bereich ist die nach Blasius[2]
Hydraulisch raues Rohr, d. h. die Unebenheiten der Wand des Rohres werden nicht mehr von einer viskosen Unterschicht umhüllt. Der Wert von errechnet sich mit der Formel von Nikuradse:
Die Verlustbeiwerte können berechnet oder aus Tabellen bzw. Diagrammen entnommen werden.
Verlustbeiwerte für teilgefüllte Rohre bzw. beliebige Gerinnequerschnitte
In Entsprechung der Berechnung der Verlustbeiwerte für vollgefüllte Rohre können Verlustbeiwerte auch für teilgefüllte Rohre bzw. beliebige Gerinnequerschnitte ermittelt werden. Dabei wird in der Berechnung statt des Rohrinnendurchmessers der hydraulische Durchmesser verwendet:
mit
der Querschnittsfläche
dem benetzten Umfang .
Die Anwendung der Rohrreibungszahl hat sich für die Berechnung des Abflusses in offenen Gerinnen bisher nicht durchgesetzt und wird nur zur Berechnung des Abflusses in Rohren angewendet. Zur Berechnung des Abflusses in offenen Gerinnen wird zumeist auf die empirisch gewonnene Fließformel nach Strickler[7] (im englischen Sprachraum nach Manning),[8] zurückgegriffen.
↑Wolfgang Kalide: Einführung in die technische Strömungslehre. 7., durchgesehene Auflage. Hanser, München/Wien 1990, ISBN 3-446-15892-8, S.58.
↑Rolf Herz: Grundlagen der Rohrleitungs- und Apparatetechnik. Vulkan-Verlag, 2004, S. 180 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
↑Lewis F. Moody, Professor für Hydraulic Engineering, Princeton University: “Friction Factors for Pipe Flow” Trans. ASME, vol. 66, 1944.
↑Wolfgang Kalide: Einführung in die technische Strömungslehre. 7., durchgesehene Auflage. Hanser, München/Wien 1990, ISBN 3-446-15892-8, S.237.
↑Walter Wagner: Strömung und Druckverlust: mit Beispielsammlung. 5., überarb. Auflage. Vogel, Würzburg 2001, ISBN 3-8023-1879-X, S.79.
↑Buderus Heiztechnik (Hrsg.): Handbuch für Heizungstechnik. Arbeitshilfe für die tägliche Praxis. 34. Auflage. Beuth, Berlin/Wien/Zürich 2002, ISBN 3-410-15283-0, S.696.
↑Sektionschef des Eidgenössischen Amtes für Wasserwirtschaft, Albert Strickler (1887 - 1963) Beiträge zur Frage der Geschwindigkeitsformel und der Rauhigkeitszahl für Ströme, Kanäle und geschlossene Leitungen. Mitteilungen des Eidg. Amtes für Wasserwirtschaft, Bern, 1923.
↑antiquiert auch Philipe Gaspard Gauckler (1826–1905) bezeichnet