Реферат: Коэффициент гидравлического трения
В зависимости от режима течения, одна и та же труба может быть как гидравлически гладкой, так и гидравлически шероховатой, поскольку с ростом числа Рейнольдса толщина ламинарного подслоя уменьшается, и, наоборот – с увеличением Re, δЛ возрастает.
Естественная шероховатость всегда неравномерна, так как выступы имеют различные формы, размеры и расположения. Поэтому вводится понятие эквивалентной (или равномерно-зернистой) абсолютной шероховатости ΔЭ . Эта искусственно создаваемая шероховатость, например, путем наклеивания на стенки трубы песчинок одного размера (одной фракции) и на одинаковых расстояниях друг от друга, обеспечивает создание сопротивления трубопровода, равного сопротивления при естественной шероховатости.
Значения абсолютной (Δ) и эквивалентной (ΔЭ ) шероховатости для труб из некоторых материалов приведены в таблице 1.
Таблица 1.
| № п/п | Материал и состояние труб |
Δ, мм |
ΔЭ , мм |
| 1 | Трубы из стекла, латуни или медные, новые | 0,0015…0,01 | 0,001…0,01 |
| 2 | Трубы стальные, бесшовные (цельнопотянутые), новые, чистые | 0,02…0,1 | 0,02…0,5 |
| 3 | Трубы стальные, сварные, новые, чистые | 0,03…0,12 | 0,03…0,1 |
| 4 | Трубы стальные, бывшие в употреблении | 0,2…1,2 | 0,2…1,25 |
| 5 | Трубы чугунные, новые | 0,25…1,0 | 0,2…0,5 |
| 6 | Трубы чугунные, бывшие в употреблении | 0,5…1,4 | 0,5…1,5 |
При определении λ учитывается не абсолютная шероховатость, а ее отношение к диаметру (или радиусу) трубы, т.е. относительная шероховатость:
; 
Это обусловлено тем, что одна и та же абсолютная шероховатость оказывает большее влияние на сопротивление движению в трубопроводе меньшего диаметра.
Предложено большое количество эмпирических и полуэмпирических формул для определения коэффициента гидравлического трения λ, учитывающих особенности течения при турбулентном режиме. Эти особенности в конечном итоге сказываются на зависимости путевых потерь от средней скорости течения.
Так, для гидравлически гладких труб потери напора по длине пропорциональны средней скорости в степени 1,75. В переходной области от гидравлически гладких к шероховатым трубам (
) на величину λ оказывают влияние одновременно два фактора: число Рейнольдса и относительная шероховатость, т.е. в переходной области λ = f (Re, ε). В этой области, называемой зоной доквадратного сопротивления, потери напора по длине пропорциональны средней скорости в степени 1,74…2.
Для гидравлически шероховатых труб, когда ламинарная пленка практически полностью разрушается, коэффициент λ уже не зависит от Re, а определяется лишь относительной шероховатостью, т.е. λ = f (ε). Эта область называется зоной квадратичного сопротивления, т. к. hl ~J2 , или автомодельной областью, так как независимость λ от Re означает, что потери напора по длине, определяемые по формуле (5) пропорциональны квадрату средней скорости. Начало этой области определяется условием 
.
Наиболее часто применяемые формулы для вычисления значения коэффициента λ приведены в таблице 2.
Определение λ по приведенным в таблице 2 и другим формулам облегчается использованием таблиц и номограмм, содержащихся в учебных и справочных пособиях.
При проведении данной работы рассматриваются режимы течения в гидравлически гладких трубах.
Таблица 2
| Зона сопротивления, режим | Границы зоны | Расчетные формулы | Зависимость потерь напора от скорости |
| 1. Ламинарный |  |
ф. Пуазейля | hl ~J |
| 2. Зона гладкостенного сопротивления |  |
ф. Блазиуса | hl ~J1,75 |
 |
ф. Конакова | ||
| 3. Зона доквадратичного сопротивления |  |
ф. Кольбрука Уайта | hl ~J1,75 ¸ 2 |
|
ф. Альтшуля | |||
| 4. Зона квадратичного сопротивления |  |
К-во Просмотров: 201
Бесплатно скачать Реферат: Коэффициент гидравлического трения
|
;
;
