КОЭФФИЦИЕНТА И КОЭФФИЦИЕНТА ШЕЗИ С
При ламинарном движении жидкости в трубах определяют по теоретической формуле .
Для турбулентного режима движения было предложено достаточно большое число формул для нахождения . Предлагаемые формулы были чисто эмпирическими, основанными на результатах экспериментов, а также полученными в результате анализа размерности и теории подобия при исследовании турбулентного режима. В формулах при определении коэффициента обычно использовалась эквивалентная шероховатость . В табл. 4.1 приведены значения для труб, изготовленных из различных материалов.
Таблица 4.1 - Значения эквивалентной шероховатости
и коэффициента шероховатости n для напорных труб и водоводов
Характеристика поверхности труб | , мм | n |
1. Цельнотянутые трубы: | ||
технические гладкие из латуни, меди и свинца | 0,002 0,01 | - |
пластмассовые (полиэтилен, винипласт) | 0,0015 0,005 | - |
новые стальные | 0,02 0,05 | - |
стальные, после нескольких лет эксплуатации, битумизированные, умеренно корродированные | 0,15 0,3 | 0,013 |
стальные водопроводные, находящиеся в эксплуатации | 1,0 1,2 | 0,014 |
2. Сварные стальные трубы: | ||
новые и в хорошем состоянии | 0,04 0,1 | 0,01 |
после нескольких лет эксплуатации | 0,1 0,2 | 0,012 |
новые битумизированные | 0,05 | - |
находящиеся в продолжительной эксплуатации | 0,1 1,5 | - |
3. Чугунные трубы: | ||
новые | 0,2 0,5 | 0,013 0,014 |
новые битумизированные | 0,1 0,15 | 0,011 0,012 |
асфальтированные | 0,12 0,3 | - |
водопроводные, бывшие в эксплуатации | 1 1,4 | - |
со значительными отложениями | 2,0 4,0 | - |
сильно корродированные | До 3,0 | - |
4. Асбоцементные трубы | 0,6 | 0,0086 |
5. Керамические трубы | 1,35 | 0,013 |
Для всех областей турбулентного движения известны универсальные формулы Колбрука и А. Альтшуля для определения .
. (4.94)
Формула А. Альтшуля:
. (4.95)
В области гладкого сопротивления (гидравлически гладкие трубы) и . В этой области сопротивления числа Рейнольдса лежат в следующих пределах:
. (4.96)
Формулы (4.94) и (4.95) преобразуются следующим образом:
(4.97)
(4.98)
Для гладких труб применяется формула Блазиуса
. (4.99)
Следует отметить что зависимости (4.98) и (4.99) практически совпадают.
При определении нашла широкое применение формула П. Конакова
. (4.l00)
В области доквадратичного (переходного сопротивления) . Эта область находится в пределах
. (4.101)
Коэффициент гидравлического трения находится, как правило, по универсальным формулам (4.94) и (4.95).
Область квадратичного сопротивления, когда и , лежит в следующих пределах:
. (4.102)
Формулы (4.97) и (4.98) для определения коэффициента гидравлического трения имеют следующий вид:
; (4.103)
. (4.104)
Формула (4.103) соответствует формуле Шифринсона (4.104).
Для стальных и чугунных труб, находящихся в эксплуатации, коэффициент , может быть вычислен по формуле Ф. Шевелева при :
(4.105)
Следует отметить, что в результате эксплуатации шероховатость стенок труб увеличивается со временем.
Для полиэтиленовых труб коэффициент , может быть вычислен по формуле
. (4.106)
В случае применения асбоцементных труб
. (4.107)
Как уже отмечалось ранее, коэффициент Шези связан с коэффициентом гидравлического трения (4.47):
, или .
Коэффициент Шези зависит от относительной шероховатости стенок трубы или открытых русел в квадратичной области, а в переходной области сопротивления на С влияет скорость движения жидкости, а следовательно, число Re. Поэтому формула Шези применяется, как правило, в случае квадратичного сопротивления. Коэффициент Шези является размерной величиной (м1/2/с). В результате исследований, проведенных многими учеными, были получены достаточно простые зависимости для определения коэффициента С Шези.
В случае круглых и прямоугольных труб С можно находить по формуле (4.47), зная коэффициент гидравлического трения .
Приводим некоторые формулы для вычисления коэффициента С.
Формула Н. Павловского
, (4.108)
где - коэффициент шероховатости стенок русла; у - показатель степени при м;
. (4.109)
Более простые зависимости:
при м; (4.110)
при м.
Известны частные случаи формулы Н. Павловского:
формула Маннинга
; (4.111)
формула Форгеймера
. (4.112)
Значения коэффициента шероховатости труб представлены в табл. 4.1.
Дата добавления: 2016-02-27; просмотров: 1332;