Процессы и аппараты химической технологии. Часть 1. Гидродинамика и гидродинамические процессы. Виноградов С.Н - 54 стр.

   Так как при турбулентном течении отсутствует слоистость потока
и происходит перемешивание жидкости, закон трения Ньютона в
этом случае выражает лишь малую часть полного касательного на-
пряжения. Благодаря перемешиванию жидкости и непрерывному пе-
реносу количества движения в поперечном направлении касательное
напряжение τ0 на стенке трубы в турбулентном потоке значительно
больше, чем в ламинарном, при тех же значениях числа Re и дина-
                   ρυ2
мического давления      , подсчитанных по средней скорости потока.
                     2
   В связи с этим потери энергии при турбулентном течении жидко-
сти также получаются иными, нежели при ламинарном. В турбу-
лентном потоке при Re > Reкр потери напора на трение по длине
значительно больше, чем при ламинарном течении при тех же разме-
рах трубы, расходе и вязкости жидкости, а следовательно, при оди-
наковых числах Re (ламинарный режим при этом неустойчив).
   Если при ламинарном течении потеря напора на трение возрастает
пропорционально скорости (расходу) в первой степени, то при переходе
к турбулентному течению заметны некоторый скачок сопротивления и
затем более крутое нарастание величины hтр по кривой, близкой к па-
раболе второй степени (см. рис. 4.8).
   Ввиду сложности турбулентного течения и трудностей его анали-
тического исследования, до настоящего времени для него не имеется
достаточно строгой и точной теории. Существуют полуэмпириче-
ские, приближенные теории, например теория Прандтля.
   Если для гидравлически гладких труб коэффициент потерь на
трение вполне определяется числом Re , то для шероховатых труб
λ тр зависит еще и от шероховатости внутренней поверхности трубы.
При этом важны не абсолютные размеры ∆ шероховатости, а отно-
шение этого размера к радиусу (или диаметру) трубы, т. е. так назы-
ваемая относительная шероховатость ∆ d . Одна и та же абсолютная
шероховатость может совершенно не оказывать влияния на сопро-
тивление трубы большого диаметра, но способна значительно увели-
чить сопротивление трубы малого диаметра. Кроме того, на сопро-
тивление влияет характер шероховатости. Простейшим случаем бу-


                                55