4-5-Rejimy-Soprotivleniya

Участок I - ламинарный режим ( =2)

Ламинарный режим существует по всему сечению трубы

парабола

V

64 Re

- формула Хагена -	Бугорки шероховатости
Пуазейля	покрыты ламинарной пленкой и
	не оказывают влияния на
	сопротивление трубы

Участок II - гидравлически гладкие трубы ( ≈1)

4000 < Re < 10(d / э)

0,3164

1

зависимость Блазиуса

(1,8lgRe 1,5)2

т

Re0.25

зависимость Конакова

т

Гидравлически гладкие трубы

При увеличении

л

э

скорости движения

толщина ламинарного

слоя уменьшается

л

Бугорки шероховатости обтекаются ламинарным потоком и не влияют на сопротивление

			э			V
	Re		u л		2300			Условие для определения
								толщины ламинарного слоя

Участок III - гидравлически шероховатые трубы

При увеличении скорости толщина ламинарного слоя уменьшается

	Гидравлически шероховатые
				Бугорки шероховатости
	трубы δл <	э
				выступают в турбулентное ядро,
				с них срываются вихри. А это
				дополнительное сопротивление
				68						0 ,25
											формула
				0,11				э
											Альтшуля
				Re			d

При дальнейшем увеличении скорости - участок IV

формула Шифринсона

Абсолютно шероховатые

э

68

0 ,25

трубы δл << э

;

т 0 ,11

э

d

Re

d

Ламинарный слой очень тонкий. Все бугорки шероховатости выступают в турбулентное ядро и полностью определяют сопротивление трубы.

Характерные значения эквивалентной шероховатости э для труб из различных

материалов (в мм)

	Чугунные асфальтированные трубы	0,1…0,2
	Чугунные трубы	0,2…1,0

Эквивалентной шероховатостью э называется такая равномерная зернистая шероховатость («шероховатость Никурадзе»), которая дает одинаковую с естественной шероховатостью данной трубы величину λ.

Для определения э не нужно производить каких-либо обмеров шероховатости - ее определяют путем гидравлических испытаний.

Зависимость потерь по длине от расхода (ламинарный режим)

h	l	V2	Формула Дарси-	Формула
дл	d	2g	Вейсбаха	Пуазейля

h

l

V2

64

l

V2

64

l

V2

32 l V

128 l Q

дл

d 2g Re d 2g V d d 2g

d2 g

d4 g

дл	При ламинарном режиме
	потери по длине
	пропорциональны
	расходу в первой степени

Q

Зависимость потерь по длине от расхода (турбулентный режим)

68

l

V

hдл

2

Формула Дарси-

0,11

0 ,25

э

Вейсбаха

d

2 g

V d

d

l V2

68 0,25

l V2

1.75

1.75

Гидравлически

h

0,11

V

Q

гладкие трубы

дл

d 2g

V d d 2g

l V 2

э

)0 ,25

l V 2

h

0,11 (

V 2

Q2

Абсолютно

d 2g

d

d 2g

шероховатые

дл

трубы

дл

по длине пропорциональны Q 1.75 (зона III – зона доквадратичного

сопротивления) и Q 2 (зона IV – зона квадратичного сопротивления)

Q0 Q

Определение коэффициента сопротивления λ

1. Аналитический способ

2. Графический способ

а) Номограмма Колбрука-Уайта

б) График Мурина

• У труб с естественной шероховатостью,

более плавно,

без «ложки».

шероховатостью все бугорки имеют различную высоту; их выход из-под вязкого подслоя происходит постепенно.

• Поэтому λ изменяется более плавно.

3. Табличный способ	hдл 1000i l

Таблицы Ф.А. Шевелева /таблицы Лукиных (водопр. трубы) (канализ. трубы)

1000i – гидравлический уклон, м/км