42. Шероховатость. Квадратичная зона сопротивления.

Состояние стенок трубы в значитель­ной мере влияет на поведение жидкости в турбу­лентном потоке. Так при ламинарном движении жидкость движется медленно и плавно, спокойно обтекая на своём пути незначительные препятст­вия. Возникающие при этом местные сопротивления настолько ничтожны, что их величи­ной можно пренебречь.

В турбулентном же потоке такие малые препятствия служат ис­точником вихревого движения жидкости, что приводит к возрастанию этих малых мест­ных гидравлических сопротивлений, которыми мы в ламинарном потоке пренебрегли.

Абсолютная шероховатость- средняя высота выступов шероховатости( )

В зависимости от соотношения толщины ламинарной плёнки и величины выступов шероховатости будет меняться характер движения жидкости в потоке.

А)В случае, когда толщина ламинарной плёнки велика по сравнению с величиной выступов шероховатости ( ), выступы шероховатости погружены в ламинарную плёнку и турбулентному ядру течения они недоступны (их наличие не сказывается на потоке). Такие трубы называются гидравлически гладкими.

Б)Когда размер выступов шероховатости превышает толщину ламинарной плёнки, то плёнка теряет свою сплошность, и выступы шероховатости становятся источником многочисленных вихрей, что существенно сказы­вается на потоке жидкости в целом. Такие трубы называются гидравлически шероховаты­ми. ( )

В)Естественно, существует и проме­жуточный вид шероховатости стенки трубы, когда выступы шероховатости становятся соизмеримыми с толщиной ламинарной плёнки ≈.

Относительной шероховатости- отношение абсолютной шероховатости к диаметру трубы .

Под эквивалентной шероховатостью понимают такую высоту выступов шероховатости, сложенной из песчинок одинакового размера, которая дает при подсчетах одинаковое с заданной шероховатостью значение коэффициента гидравлического трения .

Существует 4 зоны сопротивления, каждая из которых хар-ся своими зависимостями λ=f(Re, ∆/d). Зоны: 1-зона вязкого сопротивления. 2-гладкостенного сопротивления. 3-переходная от гладкостенного сопротивления к квадратичному (доквадратичная зона).

4-зона квадратичного сопротивления или зона гидравлически шероховатых труб. При которой влиянием вязкости ж-сти на велечину сопротивления можно пренебречь, а это значит, что коэффициент λ будет зависить только от относительной шероховатости, т.е. λ=f( ∆/d). Начало этой зоны по числу Рейнольдса опр-ся условием: Re≥500d/∆экв.

Коэфф. λ в этой зоне можно определить по ф-ле Шифринсона:

7.Давление меньше атмосферного, понятие вакуумметрического давления, устройство жидкостного барометра

Вакуумметрическое давление - Разность между атмосферным и абсолютным давлениями.

Жидкостный барометр.

П рибор для измерения атмосферного давления, построенный на основании опыта Торричелли и действующий по законам гидростатики. Ж. Б. представляет собой систему сообщающихся сосудов, состоящую либо 1) из трубки, запаянной с одного конца, и чашки (чашечный барометр), либо 2) из сифонной трубки, запаянной с длинного конца (сифонный барометр), либо 3) из двух трубок — открытой и запаянной с одного конца — и чашки (сифонно-чашечный барометр). Ж. Б. наполняется ртутью или легкими жидкостями (масла, глицерин). На метеорологических станциях применяются ртутные барометры.В чашечных барометрах атмосферное давление измеряется высотой столба жидкости от уровня в чашке до верхнего мениска, в сифонных и сифонно-чашечных — разностью уровней жидкости в открытом и закрытом коленах.Основные типы жидкостных (ртутных) барометров. а — чашечный, б — сифонный, в — сифонно-чашечный.