Влияние формы сечения трубопровода на коэффициенты дарси

При вычислении значений числа Re для потоков в трубах некруглого сечения в качестве характерной линейной величины используется гидравлический радиус. Этот параметр не является полной характеристикой геометрии потока, ибо недостаточно характеризует форму живого сечения. В то же время форма сечения влияет на кинематическую структуру потока и тем самым оказывается существенной при расчете гидравлических сопротивлений.

В трубах с полигональными очертаниями касательные напряжения на стенке распределены неравномерно по периметру сечения: по мере приближения к углам труб уменьшаются значения интенсивности пульсаций скорости и касательного напряжения. В результате неравномерности распределения касательных напряжений более интенсивно проявляются вторичные течения в плоскости живого сечения. Происходит поперечная циркуляция (рис. 8.14), на поддержание которой затрачивается дополнительная энергия. При прочих равных условиях коэффициенты Дарси увеличиваются. По лабораторным данным в напорных трубах полигонального очертания коэффициенты могут увеличиваться на 15% по сравнению со значениями для круглых труб.

Рис. 8.14.