Гидродинамика. Область квадратичного сопротивления труб

[sergey zhukov]

На известной диаграмме Никурадзе показана зависимость коэффициента сопротивления трубы от $\operatorname{Re}$. В области больших $\operatorname{Re}$ коэффициент сопротивления становится независим от $\operatorname{Re}$ и определяется только геометрией трубы (шероховатость и диаметр). Это в частности, означает, что если нам дана труба известной геометрии (диаметр, длина и шероховатость) и расход жидкости (причем известно, что он достаточно велик), то мы сразу можем вычислить, какой перепад давления создается на этой трубе. Самое странное, что от свойств жидкости (вязкость и плотность) этот перепад не зависит.

Получается, что если скорость течения жидкости по трубе достаточно велика, то нам становится все равно, какая у нее вязкость. Потребуется один и тот же перепад давления, чтобы прокачать самые разные жидкости с большим диапазоном вязкости через заданную трубу с заданным расходом.
Как это получается? Можно ли это понимать так, что рассеивание энергии на внутреннее трение в жидкости зависит от произведения вязкости на скорость сдвига. При этом у вязкой жидкости сдвиговые скорости ниже именно потому, что вязкость выше, а в невязкой - наоборот. И поэтому это произведение остается у них примерно равным?

[Утундрий]

sergey zhukov в сообщении #1483221 писал(а):

Как это получается?

На это отвечает наука "гидродинамика". Поищите по ключевым словам "развитая турбулентность".

sergey zhukov в сообщении #1483221 писал(а):

Можно ли это понимать так, что рассеивание энергии на внутреннее трение в жидкости зависит от произведения вязкости на скорость сдвига. При этом у вязкой жидкости сдвиговые скорости ниже именно потому, что вязкость выше, а в невязкой - наоборот. И поэтому это произведение остается у них примерно равным?

Нет.

[sergey zhukov]

Из "Гидродинамики" Ландау-Лифшица я понимаю так что:

Вязкость слабо влияет на структуру турбулентного потока в больших масштабах, поэтому она (структура) не зависит от вязкости, т.е. подобна для жидкостей с разной вязкостью. Большие турбулентные вихри разбиваются на более мелкие и т.д. без заметной диссипации энергии. Чем меньше турбулентные вихри, тем сильнее влияние вязкости, сильнее диссипация энергии на них. Можно считать, что чем больше вязкость, тем на большем масштабе обрезается последовательность передачи энергии на более мелкие масштабы и начинается ее рассеивание.
Вязкость определяет, на какой частоте будет обрезан спектр турбулентного потока, но до этой частоты он одинаковый у жидкостей с любой вязкостью. Нам в общем все равно, на какой частоте в потоке будет рассеяна энергия. Важно, что мы знаем, сколько ее поступает в поток (это низкочастотная часть спектра, одинаковая у всех жидкостей) и знаем, что вся она так или иначе будет рассеяна.

Если это так, то разве нельзя говорить о том, что в вязкой жидкости из-за отсутствия высокочастотных составляющих (по причине ее вязкости) скорость сдвига мала, а в невязкой - велика?

[Утундрий]

sergey zhukov в сообщении #1483233 писал(а):

Если это так, то разве нельзя говорить...

И говорить что вздумается и делать какие-то выводы по одному графику вы можете сколько угодно.