Значения коэффициентов эквивалентной шероховатости

Характер поверхности	, мм
Чистые цельнотянутые трубы из латуни, меди	0,01
Резиновый шланг, рукав	0,01÷0,03
Новые цельнотянутые стальные трубы	0,05÷0,15
Стальные трубы с незначительной коррозией	0,2÷0,3
Новые чугунные трубы	0,3÷0,42
Пластмассовые трубы	0,004÷0,04

I. Зона ламинарного режима ( < 2 320)

. (5.5)

При подстановке данного выражения в формулу (5.1) с учетом равенства (3.1) получается формула Пуазейля:

. (5.6)

Данная формула показывает, что потери напора по длине при ламинарном режиме прямо пропорциональны средней скорости движения в первой степени и не зависят от состояния внутренней поверхности стенок трубы.

II. Переходная зона (2 320 < < 4 500)

, (5.7)

. (5.8)

Для практических расчетов взамен указанных чаще всего используется формула Никурадзе, имеющая следующий вид:

. (5.9)

Для этой зоны наиболее вероятен на практике турбулентный режим, поэтому правильнее пользоваться формулами зоны III.

III. Зона гидравлически гладких труб ( < 10)

– формула Блазиуса, 4500 < < 10⁵, (5.10)

– формула Конакова, 4500 < < 3∙10⁶. (5.11)

IV. Зона неполной шероховатости (10 < < 500)

– формула Альтшуля. (5.12)

V. Зона полной шероховатости (квадратичная) ( > 500)

– формула Шифринсона. (5.13)

Таким образом, зная режим движения жидкости в каждом практическом случае, геометрические параметры трубопровода, шероховатость его стенок и пользуясь нужной формулой для определения коэффициента гидравлического трения (5.5)–(5.13), вычисляют потери напора по длине потока по формуле Дарси–Вейсбаха (5.1).

Для расчетов круглоцилиндрических труб из различных материалов (особенно полимерных), работающих как в переходной, так и в квадратичной области, А.Я. Добромысловым на основе обширных исследований рекомендуется следующая формула для определения коэффициента гидравлического трения

, (5.14)

где – некоторое число подобия режимов течения, принимаемое при равным 2; – число Рейнольдса, соответствующее началу квадратичной области сопротивления.

Потери напора в местных сопротивлениях (местные потери напора) вычисляют по формуле Вейсбаха

, (5.15)

где – безразмерный коэффициент местного сопротивления; – средняя скорость за местным сопротивлением.

Значения коэффициентов местных сопротивлений обычно получают экспериментально.

Влияние факторов, определяющих коэффициент местного сопротивления, различно по своему характеру. Здесь можно выделить:

1) зависимость коэффициента от конструктивных характеристик местного сопротивления;

2) зависимость коэффициента от числа Рейнольдса ;

3) зависимость от расстояния между смежными местными сопротивлениями.

Средние значения коэффициентов наиболее распространенных местных сопротивлений приведены в прил. 2.

Как показали исследования А.Д. Альтшуля, наибольшие изменения коэффициент в зависимости от числа претерпевает в области ламинарного режима. А.Д. Альтшуль рекомендует коэффициенты местных сопротивлений определять по следующей обобщенной формуле

, (5.16)

где – коэффициент, зависящий от вида местного сопротивления и степени стеснения потока; – коэффициент местного сопротивления для области квадратичной шероховатости.

Значения коэффициентов и для некоторых местных сопротивлений приведены в прил. 3.

На практике часто встречаются гидравлические системы, которые включают большое число различных местных сопротивлений, устанавливаемых на весьма малых расстояниях друг от друга. При этом начинает сказываться возмущающее влияние одного сопротивления на другое. Суммарный коэффициент сопротивления таких систем может существенно отличаться от арифметической суммы значений коэффициентов отдельных сопротивлений и зависит от расстояния между ними. В подобных случаях говорят о взаимном влиянии местных сопротивлений.

При расчете трубопроводов иногда местные сопротивления учитывают эквивалентными длинами, считая, что

, (5.17)

где – эквивалентная длина трубы .

Под эквивалентной длиной местного сопротивления подразумевается такая длина прямой трубы, которая создает гидравлическое сопротивление, равное (эквивалентное) данному местному сопротивлению.

Значения для некоторых видов сопротивлений при квадратичном режиме приведены в прил. 4.

Дата добавления: 2015-10-28