rezistență hidraulică Formula pe lungimea conductei
Pierderea de presiune de-a lungul conductei sunt determinate de ecuația Darcy-Weisbach
, unde
- coeficientul de frecare hidraulică (coeficient Darcy). Pierderile depind în mod esențial țevi cu diametru, vâscozității fluidului, viteza sa și rugozitatea pereții conductelor. Din formula se poate trage concluzia că pierderea este proporțională cu lungimea tubului este invers proporțională cu diametrul și proporțională cu pătratul vitezei medii de curgere. Cu toate acestea, această concluzie este valabilă numai la coeficientul lui Darcy constantă. De fapt, raportul Darcy depinde in general de rugozitatea relativă a pereților conductelor
și chislaRe, și anume
.
Studiu empiric al pierderilor de presiune de-a lungul conductei. experimentele Nikuradze
factor
Aceasta a determinat experimental (considerat prin formule empirice). date experimentale
într-o gamă largă chiselRebyli obținute Nikuradse. rugozitate artificială a fost obținută prin atașarea la suprafața interioară a țevii pe bază de lac nisip cernut anumite dimensiuni. Experimentele au fost realizate pentru diferite lichide și diametre ale țevii de dimensiune rugozitate. Datele experimentale sunt rezumate în graficul Nikuradze și lăsat să se dezvăluie mecanismul pierderilor de presiune de-a lungul conductei. Graficul prezentat în logaritmica magnitudine axe coeficientul de frecare hidraulică
din
pentru diferite valori ale rugozității relative
. aici
- valoarea absolută a unei rugozitate artificiale. Logaritmul este utilizat pentru a acoperi cel mai mare posibil gama znacheniyRe, și în același timp, oferă detalii suficiente regiunea chislaRe mici (laminară și modurile de tranziție de mișcare). Fiecare valoare fixă
pe grafic corespunde unei curbe separat, și mai mult
, curba este mai mare.
1. Modul laminar (linia I). Coeficientul de Darcy este independent de rugozitate. expresie
pot fi obținute teoretic, este în bună concordanță cu datele experimentale.
2. Modul de tranziție (între liniile I și II). Se crede în general că mișcarea regimului turbulent (regim laminar sunt instabile) și extrapolată la această regiune în funcție de regim turbulent.
În regimul turbulent este izolat trei zone.
3. Zona tuburi hidraulice netede (pe linia II). În conformitate cu structura discutat anterior curgerii turbulente a grosimii vâscoasă stratului laminar la peretele
. Amploarea neregulilor mai mici decât grosimea filmului laminar. Coeficientul de Darcy Există independent de rugozitatea.
4. Zona Dokvadratichnaya (între liniile II și iii). Cu cât rugozitatea, mai devreme rugozitatea de ieșire a marginii filmului laminar, și deci zona de ieșire a conductelor hidraulice netede, adică cu atât mai curând începe să arate efectul de rugozitate.
5. Zona pătratic (dreapta liniei III). Coeficientul de Darcy este independent OTRE ( „auto-similaritate“ porului adică independența OTRE). Căderea de presiune de-a lungul tubului este proporțională cu pătratul vitezei.
Program Nikuradze poate explica natura frecării hidraulice, cu toate acestea, așa cum a pregătit pentru rugozitate artificială nu a putut fi utilizat atunci când rugozitatea naturală. Pentru rugozitatea reală țeavă de ieșire de la marginea filmului laminar nu se produce simultan, curbele nu au minim.
Conceptul Rugozitatea absolută echivalentă administrată pentru rugozitate naturală
, și anume o rugozitate uniformă, pentru care aceeași pierdere într-un mod pătratic ca cea a rugozității naturale.
Formulele pentru determinarea coeficientului de frecare hidraulică
1. regim laminar.
. (Singurul caz în care Darcy formula pentru coeficientul poate fi obținut teoretic Toate celelalte formula preparate din datele experimentale. - formule empirice). În cursul de acționare hidraulică utilizată în mod obișnuit formula
, care ia în considerare pierderea secțiunii inițiale a conductei (?).
2. Regimul tranzitoriu. De obicei, calculul pierderii se face în conformitate cu formulele pentru regimul turbulent (vezi. De mai jos), dar pentru acest domeniu, nu este rar folosit formula Frenkel
.
3.
. regim turbulent. CÂMP conductele hidraulice netede. formula Blasius
. Uneori apare sub forma.
4.
. regim turbulent. Zona Dokvadratichnaya.
formula Altshul
. Formula cel mai frecvent utilizat este recomandat pentru utilizare.
5.
. regim turbulent. Zona de rezistenta pătratic.
Zonele 4 și 5 sunt numite uneori tuburi brute de domeniu (spre deosebire de regiunea 3 - țeavă hidraulic netede), și regiunea de 5 - domeniu conducte destul de dur.
Formula Altshul pentru formula un număr mare Redaet coincidență Shifrinsona (al doilea termen în paranteze devine neglijabil), iar pentru mici - cu formula Blasius (primul termen este relativ mic).
Formula obținută experimental Colebrook și alb
verifica sunet 27 min 10 LC
