47. Турбулентный равномерный режим движения потока

Если рассмотреть плоское движение (т. е. потенциальное движение, когда траектории всех частиц параллельны одной и той же плоскости и являются функции ей двух координат и если движение неустановившееся), одновременно являющееся равномерным турбулентным в системе координат XYZ, когда линии тока параллельны оси OX, то

Усредненная скорость при сильно турбулентном движении.

Это выражение: логарифмический закон распределения скоростей для турбулентного движения.

При напорном движении поток состоит в основном из пяти областей:

1) ламинарная: приосевая область, где местная скорость максимальна, в этой области ?_лам= f(Re), где число Рейнольдса Re < 2300;

2) во второй области поток начинает переходить из ламинарного в турбулентный, следовательно, увеличивается и число Re;

3) здесь поток полностью турбулентный; в этой области трубы называются гидравлическими гладкими (шероховатость ? меньше, чем толщина вязкого слоя ?_в, то есть ? < ?_в).

В случае, когда ?> ?_в, труба считается «гидравлически шероховатой».

Характерно, что если для ?_лам = f(Re^–1), то в этом случае ?_гд = f(Re^{– 0,25});

4) эта область находится на пути перехода потока к подвязкому слою: в этой области ?_лам = (Re, ?/r0). Как видно, коэффициент Дарси уже начинает зависеть от абсолютной шероховатости ?;

5) эта область называется квадратичной областью (коэффициент Дарси не зависит от числа Рейнольдса, но определяется почти полностью касательным напряжением) и является пристенной.

Эту область называют автомодельной, т. е. не зависящей от Re.

В общем случае, как известно, коэффициент Шези

Формула Павловского:

где п – коэффициент шероховатости;

R– гидравлический радиус.

При 0,1 ? R ? 3 м

причем при R< 1 м