Вентиляция и теплоснабжение метрополитенов

В шероховатых тоннелях или каналах сопротивление трению больше, чем в гладких, так как при обтекании потоком жидкости (газа) бугорков шероховатости на них появляются срывы и вихре образования, связанные с дополнительными потерями давления. При этом с увеличением числа Re коэффициент сопротивления трению возрастает при неизменной геометрической шероховатости. Объясняется это влиянием ламинарного (вязкого) подслоя. В слу чае, когда толщина ламинарного подслоя больше высоты бугор ков шероховатости, последние целиком погружаются в этот под слой. При малой скорости, характерной для ламинарного подслоя, поток плавно обтекает неровности и они не оказывают влияния на характер движения. В этом случае величина Л> гр уменьшается. С увеличением числа Re толщина ламинарного подслоя умень шается, а при достижении известного значения Re она может стать меньше высоты бугорков шероховатости. Тогда на бугорках будут образовываться срывы и вихри, а следовательно, сопро тивление трению будет возрастать. Изложенное позволяет считать поверхности тоннелей или каналов гидравлически гладкими, пока высота бугорков шерохо ватости будет меньше толщины ламинарного подслоя. Следова тельно, движение жидкости (газа) по шероховатому тоннелю или каналу в основном определяется числом Re и относительной шеро ховатостью Д/й э . Равенство отношения Ald 3 для разных тоннелей или каналов является условием их геометрического подобия, без которого не может быть и динамического подобия. При больших числах Re, характерных для тоннелей метрополи тенов, коэффициент сопротивления трению можно определить по формуле tflgA)2 Коэффициенты А ж В принимают различные значения для раз ных участков кривой Х 1р = / (Re, А). В результате опытов, проведенных Никурадзе с целью опре деления коэффициента сопротивления трению в трубах с равно мерной зернистой шероховатостью, установлены три основных режима (области) движения потока. Первый режим, называемый ламинарным, характеризуется малыми значениями числа Re (до Re 2000), а также тем, что шероховатость не оказывает влияния на величину Х гр . При этом режиме коэффициент сопротивления трению не зависит от шерохо ватости, а зависит только от числа Re и определяется по закону Гагена — Пуазейля для ламинарного движения (7 .VI I) Второй режим, называемый переходным, охватывает три участка крйвых сопротивления трению для равномерно зернистой шероховатости. 258. Х т р - (6 .VI I) (/4 + =