Проведенный ранее обзор известных эмпирических методов расчета коэффициентов гидравлического сопротивления в круглой трубе с произвольной песочной шероховатостью стенки показал, что все рассмотренные методы расчета течения при переходном режиме не обеспечивают совпадение с опытными данными в области минимальных значений коэффициентов гидравлического сопротивления. Предложенные ранее авторами эмпирические зависимости обеспечивают совпадение с опытными данными в указанной области. При этом эти зависимости являются эмпирическими. В данной работе, на основе анализа известных опытных данных Никурадзе, сформулирована физико-математическая модель течения жидкости при переходном режиме как суперпозиция течения вдоль гидравлически гладкой и предельно шероховатой поверхностей. Результаты расчетов удовлетворительно согласуются с опытными данными, в том числе в области минимальных значений коэффициента гидравлического сопротивления. На основе выполненных численных расчетов получена зависимость, аппроксимирующая результаты численных расчетов профиля скорости при произвольной степени песочной шероховатости стенки трубы.

A previous review of known empirical methods for calculating the hydraulic resistance coefficients in the circular pipe with an arbitrary sand roughness of the wall showed that all the considered methods for calculating the flow in the transitional regime do not provide a coincidence with the experimental data in the region of the minimum values of the hydraulic resistance coefficients. Proposed earlier by the authors empirical relationships provide a coincidence with the experimental data in this field. At the same time, these dependencies are empirical. In this paper, on the basis of analysis of the known experimental data of Nikuradze, a physico-mathematical model of fluid flow under the transition regime is formulated as a superposition of flow along a hydraulically smooth and to the limit rough surface. The calculation results satisfactorily agree with the experimental data, including, in the field of minimum values of the hydraulic resistance coefficient. On the basis of the numerical calculations performed, a dependence is obtained that approximates the results of numerical calculations of the velocity profile for an arbitrary degree of sand roughness of the pipe wall.