Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя при турбулентному режимі

Для того, щоб можна було розрахувати за формулою Дарсі-Вейсбаха (3.19) втрати напору (енергії) по довжині потоку, необхідно знати коефіцієнт гідравлічного тертя , який при турбулентному режимі руху в загальному випадку залежить від числа Рейнольдса, відносної шорсткості і характеру самої шорсткості.

На основі аналіза результатів великої кількості експериментальних досліджень (І. Нікурадзе, Кольбрук, Ф. Шевелєв та інші) було виявлено, що в залежності від величини числа Рейнольдса всю зону турбулентного режиму руху можна поділити на три області.

1. Область гідравлічно гладких труб, де Re_кp<Re_гл<20 В цій зоні і визначається за формулою Блазіуса:

(3.32)

2. Перехідна область, або область доквадратичного опору, границі якої визначаються нерівністю 20 <Re_пер<500 . В цій зоні Коефіцієнт гідравлічного тертя підраховують за формулою А. Д. Альтшуля:

.

(3.33)

3. Область квадратичного опору (автомодельна область), в якій
Re_кв>500 , а Для визначення найчастіше користуються формулою Б.Л.Шіфрінсона:

.

(3.34)

При рівномірному русі рідини в області квадратичного опору може бути рекомендована також формула:

,

(3.35)

в якій С – коефіцієнт Шезі.

Коефіцієнт Шезі, в свою чергу, можна підрахувати за формулою Агроскіна:

,

(3.36)

де п – коефіцієнт шорсткості русла (довідкова величина); R_Г – гідравлічний радіус русла.