Сопротивление трению

Потеря давления (напора) при движении газа по прямой трубе объясняется трением газа о стенки и определяется по выражению

где h_тр — потеря давления на трение при ламинарном движении; w_cp — средняя скорость движения газа; l — длина трубы; D — диа­метр трубы; X = 64/Re — коэффициент потери напора на трение. Уравнение (7.24) можно представить следующим образом:

где w₀ и у₀ — средняя скорость и удельный вес при нормальных условиях.

Для расчета потери давления на трение при турбулентном дви­жении могут быть также использованы уравнения и, но коэффициент потери давления на трение имеет другое значение и может быть найден из таблиц или по формуле λ= A/Re", при­чем по опытным данным для кирпичных каналов А= 0,175, n= 0,12;для гладких металлических каналов А = 0,32, п = 0,25 (для значений Re до 100 000); для шероховатых А = 0,129, п= 0,12. Если вычисля­ется потеря давления на трение в каналах некруглого сечения, то следует в формулах и заменить D на D_гидр =4f/S, где D_гидр - гидравлический диаметр трубопровода;f — площадь попе­речного сечения; S — периметр. Рассматривая формулы и выражения для λи Re, легко установить, что, во-первых, потеря давления на трение при ламинарном движении пропорци­ональна скорости в первой степени, а при турбулентном — скоро­сти в степени от 1,75 до 1,88 и, во-вторых, в отличие от ламинар­ного движения коэффициент потери напора на трение λ при тур­булентном движении существенно зависит от материала стенки и тем больше, чем выше шероховатость последней. Физически это объясняется тем, что при турбулентном движении струйки газа, как бы прорываясь через пограничный слой, приходят в соприко­сновение со стенками, что не имеет места при слоистом движении.

Дата добавления: 2014-01-14