Стр. 41 - Лабораторный практикум по гидравлике и гидромашинам

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО ГИДРАВЛИКЕ И ГИДРОМАШИНАМ
41





 

d
f Re, .
Поскольку естественная шероховатость стенок всегда неоднородна (бу-
горки имеют различные форму, размеры и расположение), в гидравлике вво-
дится понятие эквивалентной абсолютной шероховатости Э, т.е. равномерно-
зернистой шероховатости, которая по гидравлическому сопротивлению равно-
ценна естественной абсолютной шероховатости .
Влияние указанных выше факторов на величину коэффициента  прояв-
ляется по-разному при различных режимах движения жидкости. В связи с этим
различают четыре характерные зоны сопротивления, в каждой из которых из-
менение  имеет свою закономерность.
Зона 1 - вязкостного сопротивления. Она охватывает область ламинар-
ного режима движения (Re  2300). Благодаря большим силам вязкостного тре-
ния обтекание бугорков шероховатости на стенках происходит плавно, без от-
рыва частиц жидкости, поэтому шероховатость при ламинарном режиме не
влияет на потери напора. Коэффициент  в этой зоне не зависит от шероховато-
сти труб, а является функцией только числа Рейнольдса: (Re) f  .
Величина  в зоне вязкостного сопротивления определяется по формуле
Пуазейля:
Re
64
 . (4.2)
Подставив (4.2) в (4.1), получим
KV V
gd
l
g
V
d
l
Vd g
V
d
l
h     2
2 2 32
2
64
2 Re
64
дл
 
,
где  - кинематический коэффициент вязкости, К - коэффициент пропорцио-
нальности.
Таким образом, потери напора при ламинарном режиме V h ~
.ДЛ .
Переход потока в турбулентный режим приводит к сильному возраста-
нию сопротивления, что связано с увеличением напряжений трения. При этом
основная часть сопротивления создается так называемыми турбулентными ка-
сательными напряжениями, которые возникают из-за поперечных перемещений
(беспорядочного перемешивания) частиц жидкости.
Структурно турбулентный поток в трубе состоит из ламинарного подслоя
и турбулентного ядра потока (рис. 33).