Основы теории гидродинамических сопротивлений

Движение реальных жидкостей внутри каналов и труб сопровождается уменьшением механической энергии потока из-за действия сил сопротивления различной природы и характеризуется величиной потери давления на рассматриваемом участке потока.

Потери по длине , с учетом формулы Дарси-Вейсбаха можно выразить:

, (9.2)

, (9.3)

где - безразмерный параметр, характеризующий потери на трение по длине и по этой причине в специальной литературе его принято называть коэффициентом гидравлического трения. Этот коэффициент зависит от числа Рейнольдса и безразмерного параметра , называемого относительной шероховатостью. Абсолютная шероховатость D, находится по справочной литературе и зависит от вида материала стенок каналов и трубопроводов, а также от срока эксплуатации. Как правило, функциональную зависимость от числа Рейнольдса и относительной шероховатости определяют эмпирическим или полуэмпирическим путем, но в некоторых простых случаях, например, при установившемся ламинарном течении в гладких трубах коэффициент может быть получен аналитическим методом. Из формулы (9.3) следует, что потери на трение возрастают со средней скоростью движения жидкости и длиной участка, и обратно пропорциональны диаметру трубопровода.

Формула Дарси-Вейсбаха справедлива для любых режимов течения как ламинарного, так и турбулентного. В этом смысле она является универсальной. Различие состоит лишь в форме функциональной зависимости , которая соответственно отличается для ламинарного и турбулентного режимов:

- если режим движения жидкости ламинарный, то коэффициентом гидравлического трения можно найти по формуле Пуазейля:

; (9.4)

- коэффициент , вычисленный для турбулентного течения в гладких круглых трубах по формуле Блазиуса

; (9.5)

- большая область гидродинамических течений укладываются в формулу Альтшуля, которая распространяется на область переходного и части турбулентного режима.

; (9.6)

Дата добавления: 2014-11-16