Open AccessTurbulent flow in rough pipes
Author(s) -
В. А. Павловский,
Д. В. Никущенко
Publication year - 2020
Publication title -
morskie intellektualʹnye tehnologii
Language(s) - English
Resource type - Journals
eISSN - 2588-0233
pISSN - 2073-7173
DOI - 10.37220/mit.2020.50.4.063
Subject(s) - turbulence , mechanics , reynolds number , hydraulic roughness , surface finish , compressibility , hydraulic resistance , flow (mathematics) , computation , pipe flow , surface roughness , mathematics , geometry , materials science , physics , composite material , algorithm
Ввиду того, что применяемые в инженерной практике трубы являются шероховатыми, определение гидравлического сопротивления шероховатых труб является важной проблемой. Необходимость повышения точности расчетов коэффициентов гидравлического сопротивления при течении жидкости в трубах с различной степенью шероховатости внутренней поверхности стенок трубы требует постоянного совершенствования инженерных методик расчета. В настоящей работе анализируются формулы для скоростей и сопротивлений при установившемся течении несжимаемой вязкой жидкости в круглой цилиндрической трубе с шероховатыми стенками, в том числе и формула Коулбрука. Рассматриваются предельные случаи проявления шероховатости, а также связь между числами Рейнольдса, вычисляемых по средней и по динамической скоростями. Использован принцип нахождении профилей скорости по закону сопротивления. Приводится алгоритм построения кривой сопротивления по найденному профилю скоростей в универсальных координатах. Для коэффициента сопротивления даётся формула Коулбрука в явном виде. As far as practically used pipes are always have different roughness the problem of practical determination of hydraulic resistance of pipes with roughness is very important. Improving the accuracy of hydraulic coefficients computations for fluid flows in pipes with different roughness of the inner surface requires continuous improvement of calculation methods. In the present article we analyze formulas for velocities and resistance for steady-state incompressible flows of a viscous fluid in a round cylindrical pipe with rough walls, including Colebrook’s formula. The limiting cases of roughness are considered, as well as the relationship between the Reynolds numbers calculated by both average and dynamic velocity. On a basis of resistance law, we have recovered velocity profiles. The algorithm of determination of resistance curve by computed velocity profile in universal coordinates is described. Colebrook’s formula for resistance coefficient is written explicitly.