Дарси (гидравлического трения) гладких

Шероховатость поверхности трубы характеризуется средней высотой бугорков к (абсолютная шероховатость), дисперсией и другими статистиками, которые описывают форму шероховатой поверхности. Простейшим видом шероховатости является так называемая равномерно-зернистая шероховатость, представляющая собой совокупность шаров одинакового размера с плотной упаковкой. Для этого вида шероховатости величина дисперсии равна нулю и размер зерна к, является единственным количественным критерием. Очевидно, если к 5 , то величина шероховатости не должна влиять на профиль скорости, величину турбулентного касательного напряжения и, следовательно, коэффициент гидравлического трения к (коэффициент Дарси) должен в этом случае зависеть только от числа Re. Трубы, в которых к 8 ,. называются гидравлически гладкими трубами. В другом предельном случае к 8 , вязкий подслой разрушается, и турбулентность определяется только шероховатостью. Этот режим носит название автомодельного по числу Re, или зоной квадратичного сопротивления, так как коэффициент Дарси при изменении числа Re остаётся постоянным. В промежуточной зоне коэффициент гидравлического трения X должен зависеть и от числа Re,и от параметров шероховатости. Первые планомерные опыты по исследованию турбулентного движения в трубах были проведены по инициативе Л.Прандтля И.И.Никурадзе с искусственной шероховатостью, близкой к равномерно-зернистой, так как величина относительного квадратичного отклонения для этих труб лежала в диапазоне 0,23-0,30. Обычные трубы, применяемые в машиностроении, называются техническими и имеют относительное квадратичное отклонение порядка 1,5. [c.87]

Экспериментами установлено, что коэффициент гидравлического трения к в формуле Дарси — Вейсбаха, а соответственно и потери напора по длине зависят от числа Рейнольдса и от относительной шероховатости. Это вытекает и из теоретических исследований. Поэтому усилия как советских, так и зарубежных ученых были направлены на выявление характера этой зависимости. Было установлено, что при больших числах Рейнольдса и высокой шероховатости коэффициент гидравлического трения "к в трубах совсем не зависит от вязкости жидкости (числа Рейнольдса), а зависит только от относительной шероховатости (в этих условиях трубы и русла называют вполне шероховатыми). Трубы же, в которых коэффициент К зависит только от числа Рейнольдса и не зависит от относительное шероховатости, что бывает при сравнительно малых Re и kid, называют гидравлически гладкими. При этом один и тот же трубопровод в одних условиях может быть гидравлически гладким, а в других — вполне шероховатым. Условия, в которых А. зависит и от числа Рейнольдса йот относительной шероховатости, называются переходной областью. Это объясняется тем, что при малых числах Рейнольдса вблизи стенок сохраняется сравнительно толстый ламинарный слой, и выступы шероховатости обтекаются н<идкостью без образования и отрыва вихрей. Свойства поверхности стенок трубопровода в этом случае не влияют на сопротивление и зависимость К = f (Re) выражается в логарифмических координатах прямой (см. рис. V. 6). [c.91]

Коэффициент сопротивления трения Я,т, или коэффициент Дарси при турбулентном режиме, в общем случае зависит от числа Рейнольдса Re и относительной шероховатости Д/d. Если для так называемых гидравлически гладких труб шероховатость на сопротивление не влияет, то коэффициент Ят однозначно определяется числом Re. Наиболее употребительной для этого случая является формула Блазиуса [c.69]

Потери напора на трение при турбулентном движении жидкости в трубе с поперечным сечением некруглой формы можно рассчиты-. вать по формуле Дарси (3.4), в которой вместо диаметра трубы принимают гидравлический (эквивалентный) диаметр г=4/ = 4о)/х. Число Рейнольдса в этом случае равно г йт/х. При расчете коэффициента X гладких и шероховатых труб некруглых сечений можно пользоваться формулами для круглых труб, за исключением вытя- [c.85]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...