Strömungsgesetze in rauhen Rohren. (Q560772)

Beschreibung von Experimentaluntersuchungen über Strömung von Wasser in Röhren, deren Innenwandung durch aufgeklebte Sandkörner aufgerauht ist. Sie dienen der Bestimmung der Widerstandszahl als Funktion der beiden unabhängigen Veränderlichen, von denen sie auf Grund der Ähnlichkeitsmechanik abhängt, nämlich der \textit{Reynolds}schen Zahl und der relativen Rauhigkeit. Die Experimente sind für sechs verschiedene relative Rauhigkeiten durchgeführt worden, wobei jeweils die \textit{Reynolds}schen Zahlen in ausgedehnten Bereichen variieren. Es wurde bestätigt, daß\ die Widerstandszahl bei konstanter relativer Rauhigkeit entsprechen der Theorie nur von der \textit{Reynolds}schen Zahl abhängt. Für den Einfluß\ der relativen Rauhigkeit lassen sich jeweils drei Bereiche (Anfangsbereich, Übergangsbereich und Endbereich) nach der Größe der \textit{Reynolds}schen Zahl unterscheiden. Im Anfangsbereich liegen die Rauhigkeiten der Wand stets ganz in der Laminarschicht der Wand, so daß\ hier die Rauhigkeit keinen Einfluß\ hat und die Widerstandszahl wie bei glatten Röhren nur von der \textit{Reynolds}schen Zahl abhängig erscheint. Im Übergangsbereich treten mit wachsender \textit{Reynolds}scher Zahl die Rauhigkeiten der Wand immer mehr aus der Laminarschicht heraus, so daß\ hier die Widerstandszahl von der \textit{Reynolds}schen Zahl und der relativen Rauhigkeit abhängt. Im Endbereich sind die Wandrauhigkeiten stets ganz aus der Laminarschicht herausgetreten, so daß\ hier die Widerstandszahl von der \textit{Reynolds}schen Zahl unabhängig wird und nur durch die relative Rauhigkeit bedingt ist. Für alle drei Bereiche läßt sich die Abhängigkeit der Widerstandszahl von der \textit{Reynolds}schen Zahl und der relativen Rauhigkeit durch eine Formel des gleichen Typs darstellen. Zugleich mit der Widerstandszahl wurde auch die Verteilung der Geschwindigkeit im Querschnitt beobachtet und formelmäßig erfaßt. Während mit wachsender \textit{Reynolds}scher Zahl die Geschwindigkeitsverteilung im Querschnitt bekanntlich ``völliger'' wird, wird sie mit wachsender relativer Rauhigkeit ``spitzer''.