尼古拉茲實驗成果

Ⅰ 尼古拉茲曲線和莫迪圖的主要區別

尼古拉茲曲線探求了沿程損失系數λ的變化規律，即對不同直徑、不同粗糙度的人工管進行試驗得到的數據。莫迪圖表示沿程阻力系數λ與△/d、Re之間的函數關系，查莫迪圖首先確定流動的雷諾數Re，到莫迪圖上查對應橫坐標；查表「管道的管壁絕對粗糙度△」，除以管道直徑d，如果是非圓管道，則除以當量直徑de，計算△/d，這個值對應著莫迪圖的右邊縱坐標和莫迪圖區域中央的曲線。由橫坐標的雷諾數Re，右邊縱坐標△/d，對應確定莫迪圖區域中央曲線上的一個點，這個點對應著莫迪圖左邊縱坐標的沿程阻力系數λ，再由λ計算管道內的沿程阻力。

Ⅱ 談談你對尼古拉茲實驗的認識

尼古拉茲實驗歸納總結出了流動阻力與雷諾數Re和相對粗糙度△/d的關系，將沿程阻力系數的變化歸納為五個區。
層流區：λ=f1(Re)；
臨界過渡區：λ=f2(Re)；
光滑管區：λ=f3(Re)；
湍流過渡區：λ=f(Re，k/d)；
湍流粗糙區：λ=f(k/d)。
尼古拉茲實驗比較完整地反映了沿程阻力系數λ的變化規律，揭露了影響λ變化的主要因素，它對λ和斷面流速分布的測定，推導湍流的半經驗公式提供了可靠的依據。
尼古拉茲通過人工粗糙管流實驗，確定出沿程阻力系數與雷諾數、相對粗糙度之間的關系，實驗曲線被劃分為5個區域，即1．層流區 2．臨界過渡區3．紊流光滑區4．紊流過渡區5．紊流粗糙區（阻力平方區）。

Ⅲ 雷諾實驗與尼姑拉茲異同

雷諾實驗與尼姑拉茲異同：

雷諾實驗和尼古拉茲實驗是流體力學史上經典的實驗。其結論為阻力的研究奠定了基礎。根據尼古拉茲實驗的結論，將實驗曲線分為五個阻力區：層流區和紊流光滑區只與雷諾數有關；紊流過渡區與雷諾數和管壁相對粗糙度均有關；阻力平方區只與管壁相對粗糙度有關。

Ⅳ 尼古拉茲實驗得到了哪些重要的結論

尼古拉茲實驗得到的重要的結論：通過人工粗糙管流實驗，確定出沿程阻力系數與雷諾數、相對粗糙度之間的關系，實驗曲線被劃分為5個區域，即1．層流區 2．臨界過渡區3．紊流光滑區4．紊流過渡區5．紊流粗糙區（阻力平方區）。
尼古拉茲實驗比較完整地反映了沿程阻力系數λ的變化規律，揭露了影響λ變化的主要因素，它對λ和斷面流速分布的測定，推導湍流的半經驗公式提供了可靠的依據。
（一）、層流：實驗時保持水箱內水位恆定，稍許開啟閥門B,使玻璃管內保持較低流速。再打開閥門D,顏色水經針管E流出。這時可見玻璃管內的顏色水成一條界限分明的纖流與周圍清水不相混合。表明玻璃管中的水一層套著一層呈層狀流動，各層質點互不摻混，這種流動狀態稱為層流。
（二）、湍流：逐漸開大閥門B，玻璃管內流速增大到某一臨界質v′c時，顏色水纖流出現抖動。再開大閥門B，顏色水纖流破散並與周圍清水混合，使玻璃管的整個斷面都帶顏色。表明此時質點的運動軌跡極不規則，各層質點相互摻混，這種流動狀態稱為穩流或湍流。

Ⅳ 尼古拉茲實驗的局限性,如何改進

尼古拉知識面的局限性如何改進？其實說實話這個實驗你要改進那也是靠你們這是靠你們這幾個人股

Ⅵ 尼古拉茲實驗的條件和結論

課程輔導材料五

第5章 流動阻力和能量損失【教學基本要求】

1.熟悉層流與紊流流態的特點和形成條件，掌握流態判別標准。

2.了解流動中沿程阻力和局部阻力的兩種形式，掌握沿程損失和局部損失的計算方法。【學習重點】

1.層流與紊流流態及其判別標准，雷諾數的表示方法和物理意義，

2.均勻流基本方程，圓管均勻流的流速分布規律，層流沿程阻力系數的確定，

3.尼古拉茲實驗及其確定紊流沿程阻力系數的方法，紊流沿程阻力系數的計算。

4.局部阻力系數的確定。

【內容提要和學習指導】

5.1兩種流態和判別標准

通過雷諾實驗可以觀察到運動的流體存在兩種流態，即層流與紊流。層流與紊流的過渡區可以近似用過渡區下限轉變點代替。用無量綱雷諾數來描述流體運動時，轉變點上的雷諾數為臨界雷諾數，它是兩種流態的判別標准。當雷諾數小於臨界雷諾數時，流態為層流；當雷諾數大於臨界雷諾數時，流態為紊流。管流中臨界雷諾數為2000。

在理解兩種流態形成機理的基礎上，掌握雷諾數 的表達式和各物理量之間的關系，弄清臨界雷諾數來源，牢記管流中臨界雷諾數為2000的層流與紊流的判別標准。

5.2 邊界層與邊界層分離現象簡介

本節不要求掌握。

5.3 流動阻力與能量損失的關系

由於流體運動接觸到的邊壁形狀不同，邊壁對流體的阻礙作用不同，流體流動受到的阻力也不同。流動阻力分為兩種，即沿程阻力和局部阻力，對應這兩種阻力的能量損失是沿程損失和局部損失。

了解不同邊壁形狀與流動阻力的關系，注意區分流動系統中的沿程損失和局部損失，掌握沿程損失和局部損失的表達式和各物理量之間的關系。

5.4均勻流基本方程

根據均勻流定義、能量方程和力的平衡方程，推導出沿程損失與管徑、切應力等物理量的關系。能量方程中的能量損失是過流斷面的平均值，過流斷面上各點的能量損失均相等，由此可以得到切應力分布與管徑的線性、正比關系。這一沿程損失與管徑、切應力等物理量的關系或切應力分布與管徑的線性、正比關系就是均勻流基本方程。

學習中應注意方程推導的條件，每一條件產生的結論，直至最終結論。掌握文字結論和導出方程，理解各物理量的意義和它們之間的關系。

5.5層流運動

流體做層流運動時，粘性切應力與速度沿垂向梯度的關系符合牛頓內摩擦定律，引入均勻流基本方程後，得到圓管中層流的拋物線型流速分布。由此可得①圓管中過流斷面的最大流速；②圓管中過流斷面的平均流速；和③層流沿程阻力系數公式。

應注意層流運動中粘性切應力分布（線性）與速度分布（拋物線型）的關系，在均勻流中過流斷面的平均流速是表徵流動的重要物理量。層流沿程損失以平均流速表示，層流沿程阻力系數也是以平均流速表示，只是平均流速被包含在雷諾數中，即 。

5.6紊流運動

流體的紊流運動看似雜亂無章，但從數學統計規律上可以將瞬時流速分解為時均流速和脈動流速。時均的均勻流服從層流運動規律，脈動流速在某一時間周期 內平均值為零。脈動流速引起紊流慣性切應力（又稱為雷諾切應力）與單位面積上的動量有關。紊流運動的紊流切應力是層流粘性切應力和紊流慣性切應力之和。根據混合長度理論和均勻流基本方程得到對數型的紊流流速分布，這一公式具有理論性和經驗性，公式中的待定常數需要由實驗確定。

學習本節應注意科學分析與近似理論相結合的研究方法，熟悉紊流瞬時流速的分解方法，掌握慣性切應力與粘性切應力之比為雷諾數的物理特徵，了解紊流流速分布公式中的物理量意義。

5.7 紊流沿程阻力系數

尼古拉茲通過人工粗糙管流實驗，確定出沿程阻力系數與雷諾數、相對粗糙度之間的關系，實驗曲線被劃分為5個區域，即1．層流區 2．臨界過渡區3．紊流光滑區4．紊流過渡區5．紊流粗糙區（阻力平方區）。莫迪採用工業管道實際粗糙進行了相應的管流實驗。將實驗成果代入紊流流速分布積分式可以確定各區域的紊流流速分布公式中的代定系數和紊流沿程阻力系數公式。並給出了紊流各區的沿程阻力系數的經驗公式。

工程中的理論公式需要實驗成果驗證和完善，本節應掌握尼古拉茲實驗條件和實驗結果，了解尼古拉茲實驗和莫迪實驗的相同和不同點，熟練運用紊流沿程阻力系數的經驗公式。

5.8非圓管道流動中的沿程損失

採用圓管道流動理論計算非圓形斷面管道中的流動問題，首先選取非圓管的當量直徑，然後按圓形管道公式計算。當量直徑是在水力半徑相等的條件下得到的，明渠流中的謝才公式、曼寧公式和巴氏公式均於水力半徑相關。

掌握當量直徑的計算方法，了解圓管道與非圓形斷面管道的區別，能應用謝才公式、曼寧公式進行計算。

5.9管道流動中的局部損失

圓管中突然放大處的局部阻力系數可以通過連續、能量和動量方程聯立求解獲得，更多的各種各樣的局部阻力系數需要實驗測定。局部損失的減阻措施為：（1）在流體內部投放極少量的某種添加劑，改變流體紊流運動的內部結構，達到降低阻力的目的。（2）大量採用的是改善邊壁條件的減阻措施。

掌握圓管中突然放大處的局部阻力系數的兩種表示方法，了解各種局部阻力系數的查閱方法。【思 考 題】

5-1.當輸水管直徑一定時，隨流量增大，雷諾數是增大還是減少？當輸水管流量一定時，隨管徑加大，雷諾數是增大還是減少？

5-2.兩個不同管徑的管道，通過不同粘滯性的液體，它們的臨界雷諾數是否相同？

5-3.試述尼古拉茲實驗成果，層流、紊流中各個流區的 與 和 的關系怎樣？【解 題 指 導】

思5—1解答：根據雷諾數定義 ，雷諾數與水管直徑、平均流速成正比，當輸水管直徑一定時，隨流量增大，雷諾數增大；當輸水管流量一定時，隨管徑加大，雷諾數增大。

思5—2解答：管流臨界雷諾數為2000，無論管徑和液體粘滯性如何變化，管流臨界雷諾數不變，所以它們的臨界雷諾數是相同的。

思5—3提示：熟記尼古拉茲實驗成果的分區和 與 和 的定性關系。

Ⅶ 尼古拉茲實驗曲線圖中，可以分為哪五個區域在五個區域中，λ與哪些因素有關

尼古拉茲實驗歸納總結出了流動阻力與雷諾數Re和相對粗糙度△/d的關系，將沿程阻力系數的變化歸納為五個區。

層流區：λ=f1(Re)；

臨界過渡區：λ=f2(Re)；

光滑管區：λ=f3(Re)；

湍流過渡區：λ=f(Re，k/d)；

湍流粗糙區：λ=f(k/d)。

尼古拉茲實驗比較完整地反映了沿程阻力系數λ的變化版規律，揭露了影響λ變化的主要因素，它對λ和斷面流速分布的測定，推導湍流的半經驗公式提供了可靠的依據。

尼古拉茲通過人工粗糙管流實驗，確定出沿程阻力系數與雷諾數、相對粗糙度之間的關系，實驗曲線被劃分為5個區域，即1．層流區 2．臨界權過渡區3．紊流光滑區4．紊流過渡區5．紊流粗糙區（阻力平方區）。

(7)尼古拉茲實驗成果擴展閱讀：

流體流動阻力：流體在管路系統中的流動可以分為在均勻直管中的流動，產生以表面摩擦為主的沿程阻力；在各種管件象閥門、彎管、設備進出口等中的流 動，由於流道變向、截面積變化、流道分叉匯合等 產生以逆壓差或渦流為主的局部阻力。

流動邊界的物體對流動流體的作用力。它與流體流動的方向相反，由動量傳遞而產生。流動阻力是粘性流體中動量傳遞研究的基本問題之一。流動阻力的反作用力，即流體對物體的作用力，稱為曳力(drag)。對於管流，流動阻力通常用流體的壓力降表示，此壓力降造成的機械能（壓能）降低不能再恢復，亦即部分機械能遭受損失,通稱阻力損失。對於繞流,更多地注意曳力。

只要來流即物體上游流體速度均勻，流體繞過靜止物體的流動，與物體在靜止流體中的運動是等同的。因此，工程上常在流動流體中置入靜止的模型，以模擬物體在靜止流體中的運動。

Ⅷ 尼古拉茲實驗、雷諾實驗和歐拉平衡方程式分別反應了什麼規律什麼特點

牛逼哄哄的來到，牛逼哄哄的走，留下牛逼哄哄的歷史。

Ⅸ 什麼是尼古拉茲實驗

尼古拉茲實驗：通過人工粗糙管流實驗，確定出沿程阻力系數與雷諾數、相對粗糙度之間的關系，實驗曲線被劃分為5個區域，分別是層流區、臨界過渡區、紊流光滑區、紊流過渡區、紊流粗糙區；

比較完整地反映了沿程阻力系數的變化規律，揭露了影響沿程阻力系數變化的主要因素，對沿程阻力系數和斷面流速分布的測定，推導湍流的半經驗公式提供了可靠的依據。

(9)尼古拉茲實驗成果擴展閱讀：

尼古拉茲實驗雖然不能完全用於工業管道，但是它全面揭示了不同流態情況下 λ和雷諾數re及相對粗糙度δ/d的關系，從而說明確定λ的各種經驗公式和半經驗公式有一定的適用范圍。

以構件為研究對象，運用力學的一般規律分析和求解構件受力的情況及平衡問題，建立構件安全工作的力學條件的一門學科。為了設計符合經濟原則，要求少用材料或用廉價材料。工程力學的任務就是合理地解決這一矛盾，為實現既安全又經濟的設計提供理論依據和計算方法。