BULETINUL POMPIERILOR Nr. 1/2012 - IGSU

1.2. Metoda experimentalăPrimele observaţii asupra repausului şi mişcării fluidelor pot fi considerate ca începuturileexperimentului în acest domeniu. Organizarea studiilor experimentale a avut loc însă mult maitârziu, Leonardo Da Vinci fiind cel de la care au rămas schiţe şi observaţii asupra primelor lucrăride laborator.În cadrul metodei experimentale pot fi distinse:• Cercetarea experimentală, cu ajutorul căreia sunt explicate o serie de fenomene şi sestabilesc relaţii şi metode de calcul bazate în întregime pe observaţii şi măsurători(în natură sau laborator). Pe această cale pot fi verificate sau corectate şi unele concluziiteoretice în scopul precizării domeniului de aplicare.• Modelarea hidraulică, devenită azi o formă curentă de studiu a fenomenelor hidraulicedatorită puternicii dezvoltări a tehnicii de măsurare. Astfel, a devenit posibilă rezolvareaunor cazuri concrete, dificile, ridicate de practică. Această formă de cercetare constă înreproducerea în laborator, la o scară redusă, a fenomenelor din natură, cu respectareacriteriilor de similitudine hidraulică. Se studiază fenomenul pe modelul fizic construit,apoi rezultatele sunt interpretate şi raportate la fenomenul concret din natură.Modelarea hidraulică are o fundamentare teoretică bazată pe analiza dimensională,similitudinea hidraulică şi pe unele metode specifice. Presupune o tehnologie specială de construireşi exploatare a modelelor fizice şi a echipamentului de măsură.2. DETERMINAREA PIERDERILOR DE SARCINĂPierderile de sarcină care au loc într-o conductă sau un sistem de conducte sunt de douăfeluri, şi anume:a. pierderi liniare de sarcină care se datorează frecărilor interne de vâscozitate şi deturbulenţă; ele reprezintă energia consumată pentru învingerea rezistenţelor vâscoase şide turbulenţă;b. pierderi locale de sarcină, care se datorează modificării bruşte a vectorului viteză(ca mărime şi/sau ca orientare); ele reprezintă energia consumată pentru învingerearezistenţelor locale.În principiu, pierderile de sarcină se calculează cu formula:2Vhr= ζ r(1)2gunde ξ r reprezintă un coeficient de rezistenţă care depinde în primul rând de tipul rezistenţei.În cazul rezistenţelor liniare el are formula:Lζl= λ(2)Dunde λ este coeficientul de pierdere liniară de sarcină, l este lungimea conductei, iar D estediametrul ei. Se observă că înlocuind pe (2) în (1), pierderile liniare de sarcină se calculează curelaţia:2l Vhl= λ ⋅(3)D 2gÎn relaţiile (1) şi (3) V reprezintă viteza medie în secţiunea curentului. Pentru calcululcoeficientului de pierdere liniară de sarcină λ cea mai folosită relaţie este Colebrook-White, valabilăpentru regimul turbulent semi-rugos (Re>2320):l ⎛ Δe2,51 ⎞= −2gl⎜+ ⎟(4)λ ⎝ 3,71D Re λ ⎠unde Δ e este rugozitatea absolută echivalentă a pereţilor conductei.210