Рідини в трубі. Із формули Дарсі-Вейсбаха видно, що втратив натиску пропорціональні квадрату Швидкості, того цею закон Прийнято назіваті законом квадратичного опору. Експериментальні Дослідження показують, что на величину ВТРАТИ натиску Суттєво вплівають режим руху, материал та стан стінок труби, форма поперечного перерізу ТОЩО. Окрім того, дослідамі такоже ВСТАНОВЛЕНО, що втратив натиском не всегда пропорціональні квадрату Швидкості. Так, при ламінарному Русі н l ~ V 1 , при турбулентному Русі з малімі числами Re н l ~ V (1,75 Вё 2) и Тільки при великих числах Re н l ~ V 2 .
В
Рис.8. Втрати напору на тертим
Альо квадратична залежність Дарсі-Вейсбаха виявило Дуже зручне для практики и доцільною з Погляду одноманітності розрахунків. Цією формулою корістуються при обчисления як ламінарніх, так и турбулентність режімів руху. А відхілення від квадратічної залежності Враховується тім, что Значення коефіцієнта l ставитися у пряму залежність від Re, шорсткості поверхні D ТОЩО. Визначенню впліву різніх факторів на l присвячено багатая експериментальних робіт. p> Найбільш цінними своєю Божою сістематічністю та широким діапазоном ДОСЛІДЖЕНЬ є ЕКСПЕРИМЕНТ, Які Виконано Нікурадзе. На рис.9 наведено графік, побудованій за Даними Нікурадзе. Як видно з графіка, залежність l = f (Re, D) є Дуже доладно. p> Для з'ясування ФІЗИЧНОЇ суті цієї закономірності розглянемо структуру потоку Рідини в трубі и шорсткість стінок труби. Абсолютною шорсткістю
До Прийнято назіваті величину віступів, зазубрин, нерівностей на стінці. ЕКСПЕРИМЕНТ показують, что величина ВТРАТИ натиску н l покладів НЕ Тільки от величин до, альо ї від форми віступів, частоти та порядку їх розташування. Очевидно такоже, что одна й та ж абсолютна шорсткість у трубах малого діаметра буде больше впліваті на Потік, чем у трубах великого діаметра. А того більш характерною є величина відносної шорсткості
,
де d - діаметр труби.
Прісутність твердої поверхні Суттєво зменшує величину поперечної пульсації Швидкості в прістінному шарі. Експеримент свідчіть, что даже при великих швидкости потоку, Рідина біля стінкі труби рухається Повільно, упорядковано, обтікаючі виступа та нерівності поверхні. Встановлено, что біля стінкі реалізується ламінарній режим руху. Товщина ламінарного пристінного прошарку поклади від числа Re та діаметра d:
.
В
Рис.9. Залежність l від числа Re згідно з результатами дослідів Нікурадзе
У тому разі, коли d> K, тоб коли ламінарній прошарок покріває виступа та нерівності труби, очевидно, что величина шорсткості не якщо впліваті на ВТРАТИ натиску, и така труба буде гідравлічно гладких труб. При d , то одна й та ж труба может буті гідравлічно гладкою ї гідравлічно Шорстко перелогових від Величини числа Re. Область залежності l = f (Re, D) можна розділіті на п'ять Характерними зон (мал. 9): І - зона ламінарного руху, 0
;
ІІ - зона перехідного режимові, 2320
,
де a В»0,02 для водопровідніх труб Із СЕРЕДНЯ шорсткістю; ІІІ - зона гідравлічно гладких труб, 4000
(формула Блазiуса);
ІV - зона Шорстко труб, 40
(формула Альтшуля);
V - зона квадратичного опору (або зона автомодельності), Rе> 500, ВТРАТИ натиску залежався Тільки от шорсткості:
(формула Шіфрінсона).
звітність, Зазначити, что для ІІ-V зон відомо багатая других емпірічніх формул, за Якими візначають коєфіцієнт l.
1.4.1 Лабораторна робота. Визначення коефіцієнта опору тертим
МЕТА РОБОТИ:
1. Для різніх значення чисел Re візначіті експериментально величину коефіцієнта опору тертим трубопроводу l Д .
2. За результатами досліду візначіті величину шорсткості труби К.
3. Обчісліті величину коефіцієнта l Ф за формулами й порівняті Зі значень Коефіцієнтів l Д , одержании експериментально.
4. Побудуваті графікі перелогових
та.
ОПІВ УСТАНОВКИ . Схема гідродінамічної установки для визначення коефіцієнта опору l Д зображена на рис.10. Показів п'єзометрів 1 і 2 відмічають п'єзометрічні напору на качану и в кінці труби, довжина Якої l.
Во время проведення досліду рівень Рідини в напірному баці звітність, підтрімуваті постійнім за помощью кранів ІІ и ІІІ.
Секундні витрати води слід фіксуваті за показами мірного бач...
