Понятие о шероховатости поверхностей, зоны гидравлического сопротивления

Любая поверхность, ограничивающая поток, имеет выступы и неровности, т.е. шероховатость, величина и форма которой зависят от вида материала, характера обработки, условий эксплуатации.

В расчетах пользуются понятием «эквивалентная шероховатость», обозначим ее , (мм). Эквивалентная шероховатость материала какой-либо поверхности равна диаметру фракции песка, при устройстве из которого искусственной равномерной шероховатости сопротивление трубопровода равняется сопротивлению трубопровода с естественной шероховатостью. Величина приводится в литературе, например:

Эквивалентная шероховатость , мм

Стальные цельные трубы новые 0,02–0,05

То же, неновые (бывшие в эксплуатации) 0,15–0,3

Стальные сварные новые 0,0–0,1

Чугунные новые 0,25–1

Чугунные и стальные сварные неновые 0,8–1,5

Асбестоцементные новые 0,05–0,1

То же, неновые 0,6

Бетонные и железобетонные 0,3–0,8

В зависимости от соотношения шероховатости и толщины пограничного слоя различают 3 зоны сопротивления турбулентного потока:

а) зона гладких русел

Она имеет место, если > , жидкость пограничного слоя обтекает выступы и неровности, как бы сглаживая стенку (рис. 10.4).

Рис. 10.4

Шероховатость не влияет на движение турбулентного ядра, тогда потери напора не зависят от шероховатости стенок, они обусловлены свойствами жидкости.

Поток работает в зоне гладких русел, если 2320 < Re < 10 d / .

б) переходная зона

Она имеет место, если , жидкость пограничного слоя обтекает часть выступов и неровностей, а некоторые попадают в зону турбулентного ядра (рис. 10.5) и влияют на его движение, тогда потери напора зависят как от свойств жидкости, так и от шероховатости стенок.

Рис. 10.5

Поток работает в переходной зоне, если 10 d / < Re < 500 d / .

в) зона шероховатых русел (квадратичного сопротивления)

Она имеет место, если < .

Все выступы и неровности (рис. 10.6) попадают в зону турбулентного ядра и влияют на его движение, потери напора зависят от шероховатости стенок.

Рис. 10.6

Поток работает в переходной зоне, если Re > 500 d / .

Дата добавления: 2015-07-26; просмотров: 276; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!