В статье производится сравнение выражений для дефицита скорости в трубах и каналах, полученных на основе логарифмического распределения скоростей и профиля скорости степенного вида. Анализируется зависимость показателя степени профиля скорости от коэффициента гидравлического сопротивления. Показано, что рассчитанные дефициты скорости совпадают лишь при малых значениях коэффициента гидравлического сопротивления. Получена зависимость для показателя степени профиля скорости, обеспечивающая совпадение дефицитов в широком диапазоне изменения коэффициента гидравлического сопротивления. На основе дефицита средней скорости для потоков в трубах и каналах получен комплекс, включающий параметр Кармана, показатель степени профиля скорости и коэффициент гидравлического сопротивления, обладающий свойством инвариантности, которое подтверждено экспериментальными данными.
In the article presented comparison of the expressions for the velocity deficit in pipes and channels, obtained on the basis of logarithmic distribution of velocities and the velocity power profile. The dependence of the degree index of velocity power profile from the coefficient of hydraulic resistance was investigated. It is shown that the calculated deficits is coincides only at small values of the coefficient of hydraulic resistance. Dependence for the index of the degree of velocity profile, which provides a coincidence deficits in a wide range of variation of the coefficient of hydraulic resistance, is obtained. On the basis of the deficit average velocity for flows in pipes and canals received complex, which includes the von Karman parameter, the index of the degree of velocity profile and the hydraulic resistance, possessing the property of invariance, which is confirmed by experimental data.
1. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. – М.: Наука, 1969. – 742 с.
2. Альтшуль А.Д. Гидравлические сопротивления. – М.: Недра, 1982. – 222 с.
3. Зегжда А.П. Гидравлические потери на трение в каналах и трубопроводах. – М-Л.: Госстройиздат, 1957. – 278 с.
4. Nunner W. Warmeubergang Foorschungsheft. – 1956. – № 455. – Р. 5–39.
5. Брянская Ю.В., Байков В.Н., Волынов М.А. Распределение скоростей и гидравлическое сопротивление при течении в трубах, каналах и речных руслах // Гидротехническое строительство. – 2011. – № 3. – С. 36–39.
6. Брянская Ю.В. Течение в пристеночном слое и за его пределами (в трубе, канале и пограничном слое) // Вестник МГСУ. – 2010. – № 4, Т. 2. – С. 60–66.
7. Никурадзе И. Закономерности турбулентного движения в гладких трубах // Проблемы турбулентности. – М-Л.: Изд-во ОНТИ НКТП, 1936. – с. 75–150.
8. Богомолов А.И., Боровков В.С., Майрановский Ф.Г. Высокоскоростные потоки со свободной поверхностью. – М.: Стройиздат, 1979. – 343 с.