Способы определения коэффициентов трения и сопоставление расчетных коэффициентов с экспериментальными данными, определенными на действующей установке, страница 2

.

            При значительной степени турбулизации (Re больше 100000) поток переходит в автомодельный турбулентный режим, когда  не зависит уже от величины Re. В этом случае:

            3. Схема установки

Схема установки приведена на рис. 1. Для работы используется две лабораторные трубы 1 диаметром 0,023 м с различной шероховатостью, через которые просасывается воздух с помощью пылесоса 5. В одном из образцов труб на внутреннюю поверхность нанесен песок. Перепад давлений на границах исследуемого участка трубы (расстояние между точками отбора давлений 2,3 м) измеряется дифманометром 2. Так как местное сопротивление в трубе отсутствует, то . Для оценки характера движения воздуха замеряется его количество – с помощью диафрагмы 4 в комплекте с дифманометром 3. Количество подаваемого воздуха регулируется с помощью лабораторного автотрансформатора (ЛАТР) 6 путем изменения положения рукоятки 7.

Рис.1. Схема установки для определения коэффициента трения в металлических трубах

4. Таблицы измерений и результатов

Таблица экспериментальных данных                                                               Таблица 1

№ опыта	Измерено		Вычислено
	Гладкая труба
1	60	20	0,0040	9,5	5,5	14538	0,036	4,2	0,56
2	75	25	0,0044	10,6	6,9	16254	0,036	4,2	0,56
3	95	30	0,0050	12,0	8,8	18293	0,034	4,3	0,53
4	110	35	0,0053	12,9	10,2	19684	0,034	4,3	0,54
5	120	38	0,0056	13,5	11,1	20560	0,034	4,3	0,54
6	140	41	0,0060	14,5	12,9	22207	0,032	4,3	0,50
7	170	45	0,0066	16,0	15,7	24471	0,029	4,4	0,46
8	190	55	0,0070	16,9	17,6	25870	0,031	4,4	0,50
9	220	59	0,0076	18,2	20,3	27838	0,029	4,4	0,46
10	235	64	0,0078	18,8	21,7	28771	0,029	4,5	0,47
11	240	75	0,0079	19,0	22,2	29076	0,034	4,5	0,53
Труба с шероховатостями
1	60	39	0,0040	9,5	5,5	14538	0,070	4,2	0,85
2	85	63	0,0047	11,3	7,9	17304	0,080	4,2	0,90
3	110	75	0,0053	12,9	10,2	19684	0,074	4,3	0,87
4	130	77	0,0058	14,0	12,0	21399	0,064	4,3	0,81
5	135	95	0,0059	14,3	12,5	21807	0,076	4,3	0,88
6	150	105	0,0062	15,1	13,9	22986	0,076	4,4	0,88
7	165	127	0,0066	15,8	15,2	24108	0,083	4,4	0,92
8	185	135	0,0069	16,7	17,1	25528	0,079	4,4	0,90
9	200	142	0,0072	17,4	18,5	26542	0,077	4,4	0,89
10	210	152	0,0074	17,8	19,4	27198	0,078	4,4	0,89
11	220	154	0,0076	18,2	20,3	27838	0,076	4,4	0,88

5. Пример расчета

               1.

            2.

            3.

            4.

            5.

            6.

            7.

6. Графики

Зависимость  для гладкой трубы

Рис.2. Зависимость  для гладкой трубы

Зависимость  для трубы с шероховатой стенкой

Рис.3. Зависимость  для трубы с шероховатостями

            Сравнивая график на рис.2 с графиком в МУ И. Никурадзе, сделаем вывод, что условная степень шероховатости .

            Сравнивая график на рис. 3 с графиком в МУ И. Никурадзе, сделаем вывод, что условная степень шероховатости  По формуле  найдем среднюю высоту выступов шероховатой стенки:

Вывод: в данной лабораторной работе мы ознакомились с существующим способом определения коэффициентов трения, с помощью экспериментальных данных, определенными на действующей установке. Были определены коэффициенты трения гладкой трубы  и трубы с шероховатой стенкой . Также по графику были определены условные степени шероховатости для гладкой трубы  и для трубы с шероховатостями  Также для трубы с шероховатой стенкой, была вычислена высота выступов