摩擦系数
2026年03月08日 10:24:41
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其实机械内部构造是复杂的，尼古拉实验为了探索湍流时摩擦系数的变化规律，尼古拉载在153年进行了的实验，他在人工粗糙管中系统地进行了摩擦系数和断面流速的测定，古拉丝实验涉及的参数范围比较大，相对粗糙度/范围为1/30～1/10，雷诺数范围为50~10°,得到曲线,即尼占拉数曲线尼古拉兹曲线中，管道的流动可分为五个区域；
个区域是层流区，层流与菌流之间的过渡区；
第二个区域是层流与湍流之间的过渡区，在此区域内，与相对粗糙度无关，只是函数，此区是层流向湍流过渡，这个区的范围很窄，实用意义不大；
第三个区域为湍流光滑区，对应的与相对粗糙度无关，只是的函数。 第四个区域是湍流过渡区，此时与函数都有关。当值一定时，随值增大面减小，增大至某一数值后，下降缓慢；当值一定时值的增加面增大。
第五个区域是流粗糙区，此区域内，对于特定管路，为常数，根据沿程阻力通式可知，所以此区域又称为阻力平方区相对粗糙度愈大，达到阻力平方区的值愈低。
摩擦系数的经验显示，对于某一个具体管道边界，固体表面粗糙度是一定的，当湍流的水流强度改变，即雷诺数变化，必然会引起黏性底层厚度的改变。这样存在三种情况：翻流光滑区较小，较大而且边界粗糙突起对湍流运动没有影响，这时边界可以认为是光滑的，流处于水力光滑区，水流阻力主要是黏滞阻力。
流光滑区的沿程摩擦系数半经验，也称为尼古拉兹光滑管经验，布拉修斯公式其适用范围，此时能量损失约与速度的次方成正比。
湍流粗糙区当较大，流层较小时，边界粗糙突起凸入湍流核心部分，对流运动影响很大，边界称为水力粗糙，或湍流处于水力粗糙区，水流阻力主要是湍动阻力幽流粗糙区沿程摩擦系数的半经验，也称为尼古拉兹粗糙管。
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