În funcție de raportul dintre înălțimea absolută a proeminențelor și grosimea rugozitate rmn a substratului vâscos ö influența diferit manifestata forțelor de frecare și inerție viscoase pe forfecare stres și energie pierderea în flux. Grosimea substratului vâscos determinată
Această valoare δ trebuie comparată cu înălțimea rugozității. Având în vedere că înălțimea reală a proeminențelor nu este același lucru, atunci vom introduce conceptul de δekv rugozitate echivalentă. și anume o rugozitate uniformă, care dă același lucru atunci când numărare o suprafață valoare predeterminată a rugozității λ coeficient de frecare hidraulică. (Unele valori de rugozitate echivalente date în tabelul. 111,1).
Tabel - Valorile rugozității echivalente
din oțel fără sudură nou
Cu toate acestea, nu noi (cele folosite)
oțel nou sudate
Fier și oțel nu sudate noi
beton armat si beton
Schematic, se poate lua în considerare următoarele trei domenii de rezistență hidraulică
1. Domeniul conductelor hidraulice netede: protuberanțe rugozitate acoperite subnivel vâscos (δekv ‹ δ) și nu încalcă integritatea acestuia. Proeminențele sunt raționalizate fără separare și formării turbulenței. În acest caz, rugozitatea suprafeței nu influențează rezistența hidraulică și coeficientul de frecare hidraulic, care depinde de numărul Reynolds. Potrivit lui A. D. Altshulya, există acest domeniu la <10.
Pentru țevi netede hidraulic, cu formula cea mai răspândită Blasius
Având în vedere dependența și de faptul că este ușor să se asigure că o cădere de presiune pentru țeavă hidraulic netede viteză proporțională cu puterea de 1,75.
KGL - factor de proporționalitate.
2.> 500 deține regiunea țevi hidraulice brute: proeminențe rugozitate dincolo de substratul vâscos (δekv> δ). curgere separată din jurul proeminențelor reduce rezistența de frecare la corpurile de rezistență la curgere, cu o schimbare bruscă în configurație, care nu depinde de numărul și viteza de curgere Reynolds proporțională cu presiunea și mărimea rugozității. Acești factori sunt asociați cu particulele de lichid rezistență inerțială agitate.
In rezistențele regiune de tranziție coeficient de frecare hidraulică poate fi determinată de formula A. D. Altshulya
3. 10 <экв в того же порядка, что и толщина вязкого подслоя δ. В этом случае на гидравлическое сопротивление влияют как число Рейнольдса, так и величина выступов шероховатости.
Pentru țevi hidraulic brute formula se transformă în formula Shifrinsona
Deoarece, în acest ultim caz, coeficientul de frecare hidraulică nu depinde de viteza de curgere a apei, din formula că pierderea de presiune este proporțională cu pătratul vitezei
Coeficientul de frecare hidraulică (coeficient Darcy)
Din cele de mai sus, având în vedere aceste studii experimentale, în general, coeficientul de frecare hidraulică depinde de numărul Reynolds și rugozitatea relativă a conductei, t. E.
Una dintre cele mai cunoscute lucrări în acest domeniu includ studii de I. Nikuradze. reprezentat ca un grafic în Fig.
Graficul arată că, atunci când X regim laminar depinde de numărul Reynolds. Pentru valori ale Re = 2320-4000 în zona X periodice schimbare de regim este în creștere rapidă. În conductele hidraulice netede λ depinde numai de numărul Reynolds, în scădere cu creșterea acesteia.
În regiunea de tranziție din grafic arată o familie de curbe pentru diferite rugozitate relativă. În acest domeniu, valorile λ, în general, creșterea cu numărul Reynolds Re, dar pentru nereguli mici în secțiunea inițială deține recesiune. În tuburile brute hidraulic prezentate de familie λ coeficient de linii orizontale, diferite pentru diferite rugozitate.
Trebuie remarcat faptul că experimentele efectuate în conducte Nikuradse J. cu artificiale uniformă rugozitate lipit de peretele tubului sub formă de boabe de aceeași mărime. Pentru scopuri practice, cele mai importante rezultate ale experimentelor C. Colebrook, G. A. Murina, F. A. Sheveleva și alți oameni de știință, realizat pentru țevi industriale cu rugozitate neregulate naturale. Rezultatele sumarizate ale acestor studii sunt prezentate în grafic (fig.), care, spre deosebire de Nikuradze graficul arată că, în regiunea de tranziție se obțin valori X decât în zona de pătrat.
Aceasta este o poziție importantă care trebuie luate în considerare la calculul conductelor în zona de tranziție. De asemenea, trebuie remarcat faptul că fiecare tub nu este unic netedă sau aspră. În funcție de numărul Reynolds este aceeași conductă poate fi acționat într-un hidraulic netede tuburi, brute, sau în zona de tranziție. În conducte cu rugozitate relativ mare la trecerea la turbulente subnivel vâscos nu acoperă rugozitatea protuberanțe, iar regiunea este tevi hidraulic netede offline. În funcție de caracteristicile fiecărei zone, există diverse formule empirice pentru determinarea coeficientului de frecare hidraulic.
Formula Altshul aplicabilă pentru toate domeniile de rezistență. La o valoare scăzută Reynolds numere este considerabil mai mică decât valoarea și poate fi neglijată. În acest caz, formula este convertită în formula Blasius. Atunci când un număr mare de Re pot fi neglijate în comparație cu această formulă este transformată în formula Shifrinsona.
Pentru o serie de cazuri speciale de curgere a fluidului, formula empirică separată pentru coeficientul de frecare hidraulic. țevi din azbociment funcționează de obicei în rezistența de tranziție în zonă. otel si fonta Tevi Nenova cu mișcarea apei viteze V <1,2 м/с также работают в переходной области сопротивления, а при V> 1,2 m / s - în domeniul țevilor hidraulice brute. Masa F. A. Shevelevym compilate prin determinarea pierderii de presiune în conductele de apă pe baza unor formule empirice.
Pentru a calcula mișcarea de canalizare în drenaj (apă uzată) de presiune și presiune conducte de formula aplicabilă N. F. Fedorova
D = 4R - diametrul hidraulic;
2 și a2 - Rugozitatea absolută echivalentă și factorul adimensional determinat de tabel;
Re - numărul Reynolds la care se ia cinematică apa uzată determinarea viscozității în funcție de cantitatea de particule în suspensie în ele pentru 5-30% mai mare decât viscozitatea apei pure.
Coeficienții Tabelul a2 și a2 în formula N. F. Fedorova