Турбулентна течія

Якщо швидкість течії велика, то течія в трубі стає турбулентною і формула Пуазейля уже невірна. При даній різниці тисків потік Q в турбулентній течії виявляється меншим, ніж розрахований згідно формули (6.49). Це пояснюється тим, що при турбулентній течії тертя значно вище, ніж при ламінарній. При турбулентній течії швидкість в даній точці хаотичним чином змінюється з часом, однак середня швидкість спрямована уздовж труби. Вона залишається постійною уздовж перерізу труби, і лише в тонкому шарі поблизу стінок спадає до нуля (рис. 1.82). На практиці для розрахунку турбулентної течії рідини уздовж труби використовується формула

(1.204)

де k – безрозмірний гідравлічний коефіцієнт.

Якщо порівняти перепади тисків для турбулентної (1.204) та ламінарної (1.203) течії, то легко бачити, що підвищення швидкості прокачки рідини по трубам при турбулентній течії вимагає значно більшого зростання перепаду тисків, ніж при ламінарній. В історії відомий факт прокладки нафтопроводу в Росії, спроектованого на основі формули (1.204). Однак при прикладеній різниці тисків пропускна здатність нафтопроводу виявилась вищою за теоретично розраховану. Помилка проекту (на щастя, вдала) полягала в тому, що, не дивлячись на великий діаметр труб, течія в’язкої нафти по ним була ламінарною, і пропускна здатність нафтопроводу повинна була розраховуватися згідно формули (1.203).