Коэффициент гидравлического трения

Величина коэффициента гидравлического трения λ зависит от числа Рейнольдса и относительной шероховатости стенок, то есть λ = f(Re, Δ/r).

Впервые исследования по установлению этой закономерности были выполнены в 1932 г. Никурадзе и в 1938 г. профессором А.П. Зегжда (СССР).

Никурадзе были построены кривые по результатам экспериментальных исследований для труб с искусственной шероховатостью. Из полученных им графиков следует, что при движении жидкости в напорном трубопроводе можно выделить 3 области.

I область относится к ламинарному режиму движения жидкости. Эта область ограничена значениями чисел Re < 2320. Здесь λ зависит только от Re и не зависит от шероховатости

. (3.90)

Потери напора в этой области пропорциональны скорости течения жидкости в первой степени.

II область– турбулентный режим движения жидкостив гидравлически гладких трубах, когда выступы шероховатости меньше толщины ламинарного слоя. Коэффициент λ можно определить по формуле Блазиуса (1913 г.)

для 2320 < Re <100 000 (3.91)

или по формуле П.К. Конакова (1946 г.)

. (3.92)

III область является областьюквадратичных сопротивлений, которая наступает при Re >1120 r/Δ.. Данные по абсолютной величине шероховатости Δ имеются в справочной литературе.

Без существенных ошибок величину λ в этой области можно определить по упрощенной универсальной формуле А.Д. Альтшуля

(3.93)

где – абсолютная величина эквивалентной равномерно-зернистой шероховатости. Значения имеются в справочных изданиях.

Эта область соответствует турбулентному режиму движения жидкости, когда потери напора пропорциональны квадрату скорости течения жидкости.