нт f залежить від числа Рейнольдса і відносної шорсткості поверхні труби. У разі гладкої труби, наприклад, f = 0,316/Re 1/4 , тоді як при аналогічних умовах формула Пуазейля дає f = 64/Re. Чим більше шорсткість поверхні, тим, очевидно, більше величина f ; якщо шорсткість труби досить велика, то при великих числах Рейнольдса коефіцієнт f перестає залежати від грузлого зрушення і повністю визначається нерівностями стінок, що викликають завихрення. br/>
Гідравлічний удар.
З точки зору гідроаеромеханіки рідини і гази дуже схожі між собою. Однак, щільність рідини в багато разів більше щільності газу. Тому гребні гвинти морських і річкових суден порівняно менше пропелерів літаків - важка рідина В«працюєВ» ефективніше, ніж легкий повітря. З тієї ж причини рідина може виявитися небезпечніше і призвести до аварії. p> При раптовому перекривання води, тиск у трубі зростає на величину pva, де р - щільність рідини або газу, v - швидкість течії і а - швидкість звуку. Швидкість звуку в трубі з водою дорівнює 1400 м/с, тому саме з такою швидкістю буде поширюватися підвищений тиск по трубопроводу. Якщо десь виявитися неміцна ділянка труби, він буде прорвано. Газ, у порівнянні з рідиною, має набагато меншу щільність, та й швидкість звуку в ньому в кілька разів менше, тому газ, що навіть перебуває під великим тиском, не може створити удар, подібний гідравлічному. p> Гідравлічний удар може бути спрямований і у зворотну (від заслінки) сторону. Це відбудеться, якщо різко перекрити воду, потік якої досить протяжний. Рідина, рухаючись за інерцією, відірветься від заслінки, а простір між заслінкою і рідиною заповнитися водяною парою під дуже низьким тиском (те саме що вакуум). Зрештою, потік рідини під дією зовнішнього тиску загальмується, зупиниться і з наростаючою швидкістю рушить у протилежному напрямі.
Гідравлічний удар може також зіграти корисну роль. Якщо пошкодження вже є, відшукати його розташування допоможе невеликий гідравлічний удар. Він створить хвилю, що біжить по трубопроводу, яка, відбившись від місця пошкодження, повернеться через деякий час. За цього часу легко визначити відстань до ушкодженої ділянки. br/>
Явища в прикордонному шарі.
У разі течії зазначеного виду по довгій трубі вплив стінок на характер перебігу поширюється і на центральну частину труби. У разі ж обтікання тіла середовищем сповільнює, грузлого зрушення уздовж поверхні тіла (на якій швидкість дорівнює нулю) звичайно поширюється в навколишнє середовище лише на порівняно невелику відстань. Відносна товщина цього т.зв. прикордонного шару залежить від числа Рейнольдса, складеного з відносної швидкості, щільності й в'язкості текучого середовища й відстані від розглянутої точки до передньої кромки тіла. При малих значеннях Re прикордонний шар буде ламінарним, але протягом стає нестійким стосовно малих збурювань, коли Re наближається до 4 Г— 10 6 , а після цього розвивається турбулентність. В'язкий зрушення уздовж граничної поверхні тепер аналогічний перепаду тиску уздовж труби й точно так само залежить від числа Рейнольдса. Повна сила опору плину F D , створювана ділянкою поверхні довжиною L і шириною B , дається виразом
В В
де C f - Коефіцієнт опору, що залежить від Re = VL r / m і від шорсткості поверхні. Для гладкої поверхні C f = 1,33/Re 1/2 , якщо прикордонний шар ламінарний, і C f = 0,074/Re 1/5 , якщо прикордонний шар повністю турбулентний. Це співвідношення грає дуже важливу роль у розрахунках опору крила і фюзеляжу літака, а також корпуси річкового або морського судна. Теорія прикордонного шару розроблена Л.Прандтль (1875-1953). p> Поряд з поверхневим опором, що виникає в прикордонному шарі, у цьому шарі спостерігається ще одне важливе явище - відрив плину від стінки при різкому зміні її геометрії. В'язка текуча середу при великих числах Рейнольдса НЕ слід точно за зламом стінки й не замикаються без збурювань навіть за добре закругленим тілом, наприклад сферичного. Для запобігання відриву потоку задньої частини тіла надають обтічну форму і точно так само згладжують (Профілюють) трубу змінного діаметра (сопло Лаваля). Явище відриву пов'язане з високими градієнтами тиску й швидкості плину в прикордонному шарі, і така тенденція помітно слабшає, якщо відводити текуче середовище із прикордонного шару. Тому, зокрема, передбачають прорізи на крилах і фюзеляжі літака для зливу прикордонного шару. p> Відрив потоку, взагалі кажучи, небажаний, оскільки він зазвичай виникає в точках максимальної швидкості і, отже, мінімального тиску, після чого це низький тиск домінує у всій зоні відриву нижча за течією. В результаті Протягом впливає на поверхню тіла (стінку) з деякою силою, Додаємо до поверхневого опору (...
