Определение потерь напора при турбулентном режиме течения жидкости

При турбулентном режиме течения коэффициент Дарси (λ) зависит в основном от материала трубопровода и геометрических параметров внутренний поверхности трубо-провода.

При турбулентном режиме течения жидкость перемешивается, частицы вращаются вокруг своих центров масс и перемещаются из струйки в струйку. При этом возникают пульсации скорости и давления.

Величина мгновенной скорости колеблется около среднего значения скорости пото-ка

V_макс = (1,15…1,3) V_сред, отсюда

V_сред. = (0,75…0,8) V_макс

Коэффициент Кориолиса (α) в уравнении Д. Бернулли зависит от числа Рейнольдса Re:

Для практических расчетов обычно принимается

Для определения коэффициента Дарси () на основе численных методов предложены различные эмпиричные формулы:

В этих формулах учтены:

- диаметр трубы – d;

- число -

- эквивалентная шероховатость -

Эквивалентная шероховатость - это условная высота выступов на внутренней по-верхности трубы при которой расчеты потери напора имеют такие же значения,как и при наличии фактических выступов неровностей.Численные значения () приводятся в таб-лицах справочников по гидравлике.

В зависимости от влияния d, на коэффициент Дарси при турбулентном режи-ме течения различают 4 -е зоны течения:

- первая переходная зона;

- гидравлические гладкие трубы;

- вторая переходная зона (внутри тудбулентного течения);

-гидравлически шероховатые трубы.

1 В первой переходной зоне (2320≤ )

Течение в этой зоне может быть и ламинарным и турбулентным.Коэффицие Дарси зависит от числа Рейнольдса Re, которое можно определить по формуле

- формула Блазиуса – ()

- формула Конакова – ()

-формула Альтшуля – ()^0,25

При расчете потерь напора в первой переходной зоне необходимо рассчитать коэффициент Дарси по 3-м формулам, а в формулу потери напора подставлять наиболь-шие значения коэффициента ()

2 В зоне гидравлических гладких труб (высота выступом меньше высоты вязкого подслоя)

Коэффициент Дарси зависит в основном от числа Рейнольдса Re и рассчитывается по формулам:

-Блазиуса

-Конакова

3 Во второй переходной зоне

Коэффициент Дарси зависит и от числа Re и от эквивалентной шероховатости ()и расчитываеться по формулам

-Колбрука –Уайта

-Альтшуля

4 В зоне гидравлически шероховатых труб

Коэффициент Дарси зависит только от ()и определяется по формулам:

-Прандтля-Никарудзе

-Шифринсона

В рассмотрённых случаях формула Альтшуля является универсальной формулой для всех зон турбулентного режима течения.

При малых числах Re она преобразуется в формулу Блазиуса.

При больших числах Re формула преобразуется в формулу Шифринсона

Таким образом, коэффициент Дарси (λ) можно определить по формулам:

-для ламинарного течения

- формула Пуазеля

-для турбулентного течения

- формула Альтшуля

Коэффицмент Дарси при турбулентном течении можно определять и графическим методом. Для этого необходимо знать:

-число Re

-отношение

Потери напора по длине трубопровода зависит от скорости течения и расхода жид-кости:

-при ламинарном течении:

-при турбулентном течении:

Дата добавления: 2014-01-20