ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Шероховатость стенок из "Гидравлика " На механизм турбулентного потока большое влияние оказывает состояние ограничивающих его твердых стенок, всегда в той или иной степени обладающих известной шероховатостью. [c.122] Шероховатость характеризуется величиной и формой различных, порой самых незначительных по размерам, выступов и неровностей, имеющихся на стенках, и зависит от материала стенок и их обработки. Обычно с течением времени шероховатость изменяется от появления ржавчины, коррозии, отложения осадков и др. [c.122] В качестве основной характеристики шероховатости служит так называемая абсолютная шероховатость к, представляющая собой среднюю величину указанных выступов и неровностей, измеренную в линейных единицах (рис. 4.19, а). [c.122] Пусть (рис. 4.19, б) выступы шероховатости будут меньше, чем толщина вязкого (ламинарного) подслоя ( бв.с)- Тогда неровности стенки будут полностью погружены в этот слой, турбулентная часть потока не будет входить в непосредственное соприкосновение со стенками и движение жидкости, а следовательно, и потери энергии, не будут зависеть от шероховатости стенок, а будут обусловлены лишь свойствами самой жидкости. [c.123] Если (рис. 4.19, в) высота выступов такова, что они превышают толщину вязкого подслоя ( 6в. с), неровности стенок будут выступать в турбулентную область, увеличивать тем самым беспорядочность движения и существенным образом влиять на потерю энергии. В этом случае каждый отдельный выступ можно уподобить плохо обтекаемому телу, находящемуся в окружающем его потоке жидкости и являющемуся источником образования вихрей (рис. 4.20). [c.123] Конечно, такое деление является условным. На самом деле, как уже указывалось. Рис. 4.20 толщина вязкого подслоя непостоянна и уменьшается с увеличением числа Рейнольдса. У гидравлически гладких стенок с возрастанием числа Рейнольдса начинает проявляться их шероховатость, так как вязкий подслой становится тоньше и выступы шероховатости, которые первоначально полностью располагались в этом слое, начинают выходить из него, выступая в турбулентную зону. Следовательно, одна и та же стенка в зависимости от числа Рейнольдса может вести себя по-разному в одном случае — как гладкая, а в другом — как шероховатая. Поэтому абсолютная шероховатость не может полностью характеризовать влияние стенок на движение жидкости. Естественно, что стенки с одной и той же абсолютной шероховатостью в потоках небольших поперечных размеров должны будут вносить большие возмущения в поток жидкости и оказывать большее сопротивление движению, чем в потоках большого сечения. [c.123] Для характеристики влияния шероховатости на гидравлические сопротивления с учетом условий соблюдения подобия в гидравлике вводится понятие относительной шероховатости е, под которой понимается безразмерное отношение абсолютной шероховатости к некоторому линейному размеру, характеризующему сечение потока (например, к радиусу трубы г, глубине жидкости в открытом потоке Н и др.). [c.123] В действительности, однако, как показали исследования, на гидравлические сопротивления влияет не только абсолютное значение шероховатости (высоты выступов), но в значительной степени и форма выступов, густота и характер их расположения. Следует различать стенки с равномерной и неравномерной шероховатостью. Равномерная шероховатость обычно создается искусственно при различного рода лабораторных исследованиях. Стенки же промышленных трубопроводов, как правило, характеризуются неравномерной шероховатостью с большим разбросом величин выступов относительно их среднего значения. [c.124] Поскольку учесть влияние всех перечисленных выше факторов непосредственными измерениями невозможно, в настоящее время для характеристики шероховатости стенок промышленных труб при гидравлических расчетах обычно используют понятие так называемой эквивалентной шероховатости Эта шероховатость представляет собой такую величину выступов однородной абсолютной шероховатости, которая дает при подсчетах одинаковую с действительной шероховатостью величину потери напора. Значения эквивалентной шероховатости определяют на основании гидравлических испытаний трубопроводов и пересчета их результатов по соответствующим формулам (см. 45). [c.124] Вернуться к основной статье