Главная | Обратная связь

Потери напора по длине

Потери напора по длине при турбулентном режиме определяются по той же формуле, что и для ламинарного:

.

Для определения коэффи­циента при турбулентном режиме дви­жения нет теоретических решений и поэтому он находится по эмпирическим формулам в зависимости от структуры турбулентного потока.

Экспериментальными исследованиями И. Никурадзе в 1920-е годы показана зависимость коэффи­циента от числа Рейнольдса и относительной шероховатости стенок . Результаты эксперимента представлены в виде графика Никурадзе (рис. 27).

Рисунок 27

Зоны ламингрного (/), переходного (//) и турбулентного (///) режимов движе­ния определяют вертикальные линии Re_нк и Re_вк. При ламинар­ном режиме движения не зависит от шероховатости и определяется как = 64/Re. На переходную зону (//) неустойчивого режима движения распространяют зависимости для , экс­траполируя их из зоны турбулентного режима движения (см. верхнюю штри­ховую линию).

При турбулентном режиме движения (///), в зоне различают три области (1, 2, 3).

В области 1 коэффициент не зависит от относительной шероховатости и все линии, отвечающие различным значе­ниям сливаются в одну. Это область гидравлически гладких поверхностей и для них коэффициент определяется по зависимости Блазиуса:

.

Потери по длине в этой области пропорциональны скорости в степе­ни 1,75.

В области 2 коэффициент за­висит от Re и от и определяется по эмпирическим зависимостям, напри­мер, по формуле А. Д. Альтшуля:

где _экв — эквивалентная шерохова­тость, то есть такая равномерная ше­роховатость, которая дает при под­счете одинаковую с заданной шеро­ховатостью величину . Значения _экв приводятся в справочной литературе.

В этой переходной области зависи­мость потерь напора пропорциональна скорости в степени от 1,75 до 2. В связи с этим переходную область 2 называют областью доквадратичного сопротивления гидравлически шерохова­тых поверхностей.

В области 3 коэффициент не зависит от числа Re, а зависит только от относительной шероховатости . Это область гидравлически шероховатых поверхностей и для них коэффициент определяется в зави­симости от рода и состояния поверх­ности, например, по формуле Л. Прандтля:

В этом случае по­тери напора пропорциональны квадрату ско­рости.

В связи с этим область 3 называют областью квадратичного, или квадра-тического, сопротивления гидравлически шероховатых поверхностей.

В соответствии с рекомендациями А. Д. Альтшуля, можно принять такие критерии для этих трех областей:

если Re < 10, то это область гидравлически гладких труб;

если Re > 500, то это область квадратичного сопротивления гидравли­чески шероховатых труб;

если 10 < Re < 500,то это переходная область, или область доквадратичного сопротивления гидрав­лически шероховатых труб.