ТЕПЛОФИЗИКА И ОСНОВЫ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ
ТЕПЛОТЕХНИКИ
54
d
l
P
2
2
ρ
ω
λ
= ∆
тр
.
Коэффициент пропорциональности
λ
называют коэффициентом
гидравлического сопротивления (в дальнейшем для простоты - коэффициент
сопротивления). До последнего времени считали, что он зависит от числа Re и
относительной шероховатости стенок
λ
=
f
(Re,
K
/
d
), где
К
- средняя высота
выступов в стенке канала (абсолютная шероховатость); отношение
K
/
d
- относительная шероховатость.
Более точные исследования показали, что при одних и тех же значениях
Re и
K
/
d
λ
может изменяться в зависимости от формы выступов, их шага,
взаимного расположения и т.д. В связи с этим введено понятие эквивалентной
шероховатости
K
э
, определяемой экспериментально, и относительной
шероховатости
K
э
/
d
. В этом случае
) /
(Re,
dK f
э
=
λ
.
(3.28)
В предельном случае при
K
э
/
d
→
0 мы имеем дело с так называемыми,
гладкими трубами, у которых значение
λ
минимально. Закономерности трения
в гладких трубах наиболее изучены, но в практических случаях использование
этих зависимостей ограничено. При больших значениях Re оно перестает
оказывать влияние на
λ
(квадратичная зона или зона полной шероховатости). В
этой зоне потери давления строго пропорциональны квадрату скорости.
Величины эквивалентной шероховатости
K
э
даны в табл.3.2.
Таблица 3.2
Эквивалентная абсолютная шероховатость
K
э
Материал и состояние стенок
К
э
, мм
Стальные трубы сварные новые
0,06
Стальные трубы с коррозией
0,3-0,7
Бетонные и кисличные каналы в хорошем
состоянии
0,15-0,3
Бетонные и кирпичные каналы после
длительной эксплуатации
0,3-0,8
Для реализации зависимости (3.28) вполне удовлетворительные результаты
дает формула А.Д.Альтшуля
(
)
25,0
Re 68
11,0
+
=
dK
э
λ
.
(3.29)
При (Re
⋅
Kэ/d) < 10 и Re = 2000 - 20000 эта формула по результатам
подсчетов совпадает с известной формулой Блазиуса для гладких труб
25,0
Re 316 ,0
=
λ
.
(3.30)
