Разложение текущей среды

После деления на плотность жидкости р это уравнение получает вид

Формула Кольбрука, как установлено многочисленными исследованиями, весьма, удачно описывает закон сопротивления в трубах с естественной шероховатостью и в настоящее время принята за рубежом в качестве основной формулы для гидравлического расчета трубопроводов различного назначения. Ранее формула Кольбрука была получена с помощью механической интерполяции формул, выражающих законы гидравлически гладкого и вполне шероховатого трения, и до сих пор не имела теоретического обоснования.

Формула, в полном соответствии с опытными данными, дает конечное значение А как при (когда трение определяется величиной шероховатости материала стенок трубы), так и при (когда трение определяется вязкостью жидкости).

Таким образом, отказавшись от схемы Прандтля и рассматривая турбулентный поток в трубе как единое целое, оказалось возможным получить обобщенные зависимости для распределения скоростей и коэффициента трения, которые охватывают всю область турбулентного течения в трубах. Они включают в качестве частных случаев хорошо известные и проверенные многочисленными исследованиями формулы — формулу Кольбрука для переходной зоны (благодаря чему эта формула получила свое теоретическое обоснование) и формулы Прандтля для гидравлически гладких и вполне шероховатых труб. Существенно, что все эти формулы получены без использования гипотезы ламинарном подслое и без введения каких-либо новых допущений (по сравнению с принятыми в выводах Прандтля).

Формула сложна для практических расчетов, так как неизвестный коэффициент гидравлического трения входит и в левую и в правую ее части. Учитывая, что эта формула получена с помощью полуэмпирической теории, основанной на гипотезах, открытых для критики, ее целесообразно представить в более удобном для расчетов виде. Для этого можно воспользоваться результатами новейших исследований турбулентного движения в гидравлически гладких и вполне шероховатых трубах, которые вкратце сводятся к следующему.