Потери напора по длине

Потери по длине или потери на трение возникаю в трубах постоянного сечения, и возрастают пропорционально длине трубы. Этот вид потерь обусловлен внутренним трением жидкости и трением жидкости о стенки трубопровода. Потеря напора по длине выражается по формуле Дарси-Вейсбаха:

Потери напора по длине - №1 - открытая онлайн библиотека

где l – коэффициент гидравлического трения по длине, или коэффициент Дарси (безразмерный);

l и d – длина и диаметр трубопровода;

V – средняя скорость потока;

g – ускорение свободного падения.

Для ламинарного режима движения в круглой трубе коэффициент l определяется по теоретической формуле:

Потери напора по длине - №2 - открытая онлайн библиотека

где Re – число Рейнольдса.

При турбулентном режиме движения коэффициент l зависит в общем случае от числа Рейнольдса Re и относительной шероховатости Δ/d (где Δ – эквивалентная шероховатость) и определяется по эмпирическим формулам. При этом различают три области гидродинамических сопротивлений – гидравлически гладких труб, переходную и квадратичную.

Область гидравлически гладких труб имеет место при 2320 £ Re < 20d/Δ.

Если толщина ламинарной пленки больше абсолютной шероховатости δ > Δ, то трубы называют гидравлически гладким. В этом случае шероховатость не оказывает существенного влияния на сопротивление.

Потери напора по длине - №3 - открытая онлайн библиотека

Рисунок 4.3

Численное значение коэффициента lможно определить по формуле Блазиуса:

Потери напора по длине - №4 - открытая онлайн библиотека

В переходной области (доквадратичная область) 20d/Δ £ Re < 500d/Δ коэффициент гидравлического трения можно определить по универсальной формуле Альтшуля:

Потери напора по длине - №5 - открытая онлайн библиотека

В квадратичной области сопротивления Re > 500d/Δ (области гидравлически шероховатых труб) коэффициент l можно найти по формуле Шифринсона:

Потери напора по длине - №6 - открытая онлайн библиотека

Если ламинарная пленка разрушена (δ < Δ), то стенки считают шероховатыми.

Потери напора по длине - №3 - открытая онлайн библиотека

Рисунок 4.4