Cialkoskrypt3

244 4. Dynamika i przepływy guasi-rzeczywiste

4.8. Współczynnik strat tarcia dla przewodów niekołowych

Do wyznaczenia współczynnika strat tarcia X dla niekołowych przewodów pro-stoosiowych używa się takiego samego wzoru jak dla przekrojów kołowych z wymiarem charakterystycznym zwanym średnicą hydrauliczną, mianowicie:

obwód zwilżony s = Tl • d d_h = d

Rys. 4.8 Szkic do wyprowadzenia średnicy hydraulicznej

Średnicę hydrauliczną d_h (jest to średnica przewodu kołowego, którego obwód jest równy obwodowi zwilżonemu przewodu niekołowego, rys. 4.8), wyznaczymy z równości naprężeń stycznych na ściankach przewodu kołowego i niekołowego (chropowatość ścianek jest taka sama); naprężenia te powodują taki sam spadek ciśnienia na długości l przewodu. Z równowagi sił:

1) dla przekroju niekołowego (powierzchnia opływana przewodu A_t = s • /)

T-s-/ = A*(p, -p₂),

2) dla przekroju kołowego (powierzchnia opływana przewodu A_x = n ■ d • /)

T ‘ Tt • d • l — —' (p i ~ P ₂ ) >    <3=^.

Z podzielenia stronami otrzymujemy

Jest to wymiar pozwalający wyznaczyć równoważną średnicę przekroju kołowego z zachowaniem tych samych strat przepływu.

Rozważania powyższe są wystarczająco dokładne w zakresie przepływów tur-bulentnych, przeto

X = f\ Re, ~ ] = f

d_h • v d_t

Dla przepływów laminarnych przez przewody niekołowe współczynnika X nie wyznacza się ze wzoru: X = 64/Re, lecz z zależności:

X

Dla przekroju prostokątnego o wysokości h i szerokości b (rys. 4.9) zależność współczynnika cp od stosunku h/b zestawiono w tabeli 4.2 i na rys. 4.10.

-i ^hJ	j .....§
	i i
i	b u---

Rys. 4.9. Przekrój poprzeczny kanału prostokątnego Tabela 4.2. Współczynnik przekroju tp dia kanału prostokątnego

h/b	^0	0,i	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0
q>	b5	1,34	1.2	1,1	1,02	0,97	0,94	0,92	0,9	0,89	0,88

Rys. 4.10. Rozkład współczynnika przekroju tp w funkcji stosunku boków prostokąta h/b