Шероховатость внутренней поверхности трубопроводов

Определение режима движения жидкости в практических расчетах имеет очень важное значение. Опыты показали, что потери напора по длине потока при ламинарном режиме движения пропорциональны средней скорости течения в первой степени:

,

где		- потери напора по длине потока, ;
		- коэффициент пропорциональности;
		- средняя скорость течения потока, .

Для турбулентного режима движения потери напора по длине потока пропорциональны средней скорости течения в степени :

,

где		- коэффициент пропорциональности;
		- показатель степени, изменяющийся от 1,75 до 2.

Экспериментальными исследованиями было установлено, что при турбулентном режиме движения жидкости основную часть потока по сечению составляет турбулентное ядро, а около стенок трубы существует пограничный слой, состоящий из тонкого ламинарного и тонкого переходного слоев (рис. 35).

Толщина ламинарного слоя определяется по формуле

, (87)

где		- толщина ламинарного слоя, ;
		- диаметр трубопровода, ;
		- число Рейнольдса;
		- коэффициент гидравлического трения;
		- кинематический коэффициент вязкости, ;
		- средняя скорость потока, .

Стенки труб имеют шероховатость. В зависимости от соотношения ламинарного слоя и высоты абсолютной шероховатости различают:

- гидравлически гладкие трубы, если (рис. 33, б)

- и гидравлически шероховатые, если (рис. 33, в).

Рис. 33. Структура турбулентного потока: а – пограничные слои; б – гидравлически гладкая труба; в – гидравлически шероховатая труба; 1 – ламинарный слой; 2 – переходный слой; 3 – турбулентное ядро; - абсолютная шероховатость; - толщина ламинарного слоя.

Так как фактическая высота всех выступов шероховатости не является одинаковой, то вводится понятие эквивалентной шероховатости, которая обозначается или или , т.е. такая равномерная шероховатость, которая дает при подсчете одинаковую с заданной шероховатостью величину потерь напора по длине .

Шероховатость обычно характеризуется не высотой выступов шероховатости , а отношением к радиусу или диаметру трубопровода, т.е. или , и называется относительной шероховатостью.

Следует заметить, что при различных числах Рейнольдса одна и та же труба может быть как гладкой, так и шероховатой.

Ниже приведены численные значения эквивалентной шероховатости для некоторых поверхностей, .

1.	Стеклянные трубы	0,005 1,0
2.	Цельнотянутые металлические трубы: латунные новые стальные стальные находящиеся в эксплуатации	0,005 0,01 0,02 0,03 1,2 1,5
3.	Цельносварные трубы новые бывшие в эксплуатации сильно корродированные	0,04 0,1 0,1 0,15 2,0
4.	Чугунные трубы: новые бывшие в эксплуатации	0,25 1,0 1,0 1,5
5.	Бетонные трубы: с хорошей затиркой среднего качества затирки	0,3 0,8 2,5
6.	Асбоцементные трубы новые бывшие в эксплуатации	0,05 0,1 0,6
7.	Деревянные поверхности из тщательно остроганных досок тоже из хорошо отстроганных досок	0,15 0,3

Поиск по сайту: