Шорсткість труб (русла) (рос. шероховатость труб; англ. bed (of pipe) roughness; нім. Rauhigkeit f einer Rohrbahn) — виступи шорсткості, які впливають на втрати напору по довжині при турбулентному русі.
Загальний опис
Від шорсткості труби, ступінь якої визначає середня висота виступів Δ (абсолютна шорсткість) або відношення середньої висоти виступів до діаметра (радіуса) труби Δ / D або Δ / r (відносна шорсткість) залежить коефіцієнт гідравлічного тертя, а отже і втрати напору при гідравлічному транспортуванні.
Найбільш повною мірою цю залежність характеризують графіки (рис.). При ламінарному режимі (Re < 2300, lgRe < 3,3) незалежно від величини Δ/r всі експериментальні точки лежать на прямій лінії І і шорсткість не впливає на гідравлічний опір. В інтервалі Re ≈ 2300÷3000 (lgRe = 3,3÷3,5) при переході від ламінарного до турбулентного руху із збільшенням числа Рейнольдса Re відбувається збільшення коефіцієнта λ, але опір, як і в попередньому випадку, не залежить від шорсткості. При переході до турбулентного режиму руху (lgRe > 3,5) та збільшенні шорсткості (Δ/r = 0,07÷0,033) характер кривих λ = f(Re) різко змінюється і вони перетинають пряму лінію ІІ, вздовж якої розташовано точки, які характеризують коефіцієнт λ для випадку Δ/r = 0,017÷0,002. Крива ІІ характеризує, режим при якому граничний шар покриває виступи шорсткості і створює для рухомого ядра потоку поверхню подібну до гладкої труби. Такий режим називають режимом гідравлічно гладких труб.
Із збільшенням швидкості руху рідини і, відповідно, числа Рейнольдса товщина граничного шару зменшується, він вже не покриває виступи шорсткості, які входять у ядро потоку, викликаючи завихрювання та зрив струменів, що теж впливає на величину гідравлічного опору. Область між прямими І та ІІ (2300 < Re < Rегр.), для якої λ =f(Re, Δ/r), називають перехідною областю.
При подальшому збільшенні швидкості у зоні праворуч від кривої ІІІ величина коефіцієнта λ залежить лише від шорсткості Δ/r і не залежить від числа Рейнольдса Re. Для цієї зони характерна квадратична залежність між втратами напору та швидкістю.
Виступи шорсткості розподіляються на поверхні стінок рівномірно або нерівномірно, причому в загальному випадку вони можуть мати різну форму й розміри. В трубах промислового через технологічну недосконалість їх виготовлення шорсткість розподілена нерівномірно. У випадку штучної шорсткості, як, напр., у дослідах І.Нікурадзе, шорсткість рівномірна за висотою.
- Середні значення еквівалентної шорсткості
Література
- Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Східний видавничий дім, 2013. — Т. 3 : С — Я. — 644 с.
- Світлий Ю. Г., Білецький В. С. Гідравлічний транспорт (монографія). — Донецьк: Східний видавничий дім, Донецьке відділення НТШ, «Редакція гірничої енциклопедії», 2009. — 436 с. —
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Shorstkist trub rusla ros sherohovatost trub angl bed of pipe roughness nim Rauhigkeit f einer Rohrbahn vistupi shorstkosti yaki vplivayut na vtrati naporu po dovzhini pri turbulentnomu rusi Zagalnij opisVid shorstkosti trubi stupin yakoyi viznachaye serednya visota vistupiv D absolyutna shorstkist abo vidnoshennya serednoyi visoti vistupiv do diametra radiusa trubi D D abo D r vidnosna shorstkist zalezhit koeficiyent gidravlichnogo tertya a otzhe i vtrati naporu pri gidravlichnomu transportuvanni Najbilsh povnoyu miroyu cyu zalezhnist harakterizuyut grafiki ris Pri laminarnomu rezhimi Re lt 2300 lgRe lt 3 3 nezalezhno vid velichini D r vsi eksperimentalni tochki lezhat na pryamij liniyi I i shorstkist ne vplivaye na gidravlichnij opir V intervali Re 2300 3000 lgRe 3 3 3 5 pri perehodi vid laminarnogo do turbulentnogo ruhu iz zbilshennyam chisla Rejnoldsa Re vidbuvayetsya zbilshennya koeficiyenta l ale opir yak i v poperednomu vipadku ne zalezhit vid shorstkosti Pri perehodi do turbulentnogo rezhimu ruhu lgRe gt 3 5 ta zbilshenni shorstkosti D r 0 07 0 033 harakter krivih l f Re rizko zminyuyetsya i voni peretinayut pryamu liniyu II vzdovzh yakoyi roztashovano tochki yaki harakterizuyut koeficiyent l dlya vipadku D r 0 017 0 002 Kriva II harakterizuye rezhim pri yakomu granichnij shar pokrivaye vistupi shorstkosti i stvoryuye dlya ruhomogo yadra potoku poverhnyu podibnu do gladkoyi trubi Takij rezhim nazivayut rezhimom gidravlichno gladkih trub Iz zbilshennyam shvidkosti ruhu ridini i vidpovidno chisla Rejnoldsa tovshina granichnogo sharu zmenshuyetsya vin vzhe ne pokrivaye vistupi shorstkosti yaki vhodyat u yadro potoku viklikayuchi zavihryuvannya ta zriv strumeniv sho tezh vplivaye na velichinu gidravlichnogo oporu Oblast mizh pryamimi I ta II 2300 lt Re lt Regr dlya yakoyi l f Re D r nazivayut perehidnoyu oblastyu Pri podalshomu zbilshenni shvidkosti u zoni pravoruch vid krivoyi III velichina koeficiyenta l zalezhit lishe vid shorstkosti D r i ne zalezhit vid chisla Rejnoldsa Re Dlya ciyeyi zoni harakterna kvadratichna zalezhnist mizh vtratami naporu ta shvidkistyu Vistupi shorstkosti rozpodilyayutsya na poverhni stinok rivnomirno abo nerivnomirno prichomu v zagalnomu vipadku voni mozhut mati riznu formu j rozmiri V trubah promislovogo cherez tehnologichnu nedoskonalist yih vigotovlennya shorstkist rozpodilena nerivnomirno U vipadku shtuchnoyi shorstkosti yak napr u doslidah I Nikuradze shorstkist rivnomirna za visotoyu Seredni znachennya ekvivalentnoyi shorstkosti dd dd dd dd dd dd dd dd dd dd LiteraturaMala girnicha enciklopediya u 3 t za red V S Bileckogo D Shidnij vidavnichij dim 2013 T 3 S Ya 644 s Svitlij Yu G Bileckij V S Gidravlichnij transport monografiya Doneck Shidnij vidavnichij dim Donecke viddilennya NTSh Redakciya girnichoyi enciklopediyi 2009 436 s ISBN 978 966 317 038 1