Turbulente stroming in een buis - bepaling van de wrijvingscofficint van Darcy

De fludumdeeltjes bewegen zich al wervelend door elkaar, in alle richtingen en onvoorspelbaar in de tijd, waarbij de snelheid en bewegingsrichting van een bepaald deeltje voortdurend fluctueert. Vooral Prandtl en von Karman hebben een theorie opgebouwd die in overeenstemming bleek met de praktijk:

- er bestaat grote overeenstemming tussen de stochastische beweging van moleculen en de turbulente beweging van de vloeistofdeeltjes;

- de snelheidsverdeling is redelijk gelijkmatig verdeeld over de doorsnede en bij de wand wordt de snelheid nul (zie figuur).

Proefondervindelijk werd vastgesteld dat er langs de wand een laminaire grenslaag bestaat die dunner wordt naarmate het Reynoldsgetal toeneemt, ongeacht de gemiddelde hoogte van de oneffenheid van de wand.

Er worden verschillende formules gegeven voor de bepaling van de wrijvingscofficint van Darcy, waarbij een onderscheid wordt gemaakt tussen hydraulisch gladde buizen en hydraulisch ruwe buizen.

De tabel geeft enkele waarden voor de wandruwheid in meter.