尼古拉兹实验成果

Ⅰ 尼古拉兹曲线和莫迪图的主要区别

尼古拉兹曲线探求了沿程损失系数λ的变化规律，即对不同直径、不同粗糙度的人工管进行试验得到的数据。莫迪图表示沿程阻力系数λ与△/d、Re之间的函数关系，查莫迪图首先确定流动的雷诺数Re，到莫迪图上查对应横坐标；查表“管道的管壁绝对粗糙度△”，除以管道直径d，如果是非圆管道，则除以当量直径de，计算△/d，这个值对应着莫迪图的右边纵坐标和莫迪图区域中央的曲线。由横坐标的雷诺数Re，右边纵坐标△/d，对应确定莫迪图区域中央曲线上的一个点，这个点对应着莫迪图左边纵坐标的沿程阻力系数λ，再由λ计算管道内的沿程阻力。

Ⅱ 谈谈你对尼古拉兹实验的认识

尼古拉兹实验归纳总结出了流动阻力与雷诺数Re和相对粗糙度△/d的关系，将沿程阻力系数的变化归纳为五个区。
层流区：λ=f1(Re)；
临界过渡区：λ=f2(Re)；
光滑管区：λ=f3(Re)；
湍流过渡区：λ=f(Re，k/d)；
湍流粗糙区：λ=f(k/d)。
尼古拉兹实验比较完整地反映了沿程阻力系数λ的变化规律，揭露了影响λ变化的主要因素，它对λ和断面流速分布的测定，推导湍流的半经验公式提供了可靠的依据。
尼古拉兹通过人工粗糙管流实验，确定出沿程阻力系数与雷诺数、相对粗糙度之间的关系，实验曲线被划分为5个区域，即1．层流区 2．临界过渡区3．紊流光滑区4．紊流过渡区5．紊流粗糙区（阻力平方区）。

Ⅲ 雷诺实验与尼姑拉兹异同

雷诺实验与尼姑拉兹异同：

雷诺实验和尼古拉兹实验是流体力学史上经典的实验。其结论为阻力的研究奠定了基础。根据尼古拉兹实验的结论，将实验曲线分为五个阻力区：层流区和紊流光滑区只与雷诺数有关；紊流过渡区与雷诺数和管壁相对粗糙度均有关；阻力平方区只与管壁相对粗糙度有关。

Ⅳ 尼古拉兹实验得到了哪些重要的结论

尼古拉兹实验得到的重要的结论：通过人工粗糙管流实验，确定出沿程阻力系数与雷诺数、相对粗糙度之间的关系，实验曲线被划分为5个区域，即1．层流区 2．临界过渡区3．紊流光滑区4．紊流过渡区5．紊流粗糙区（阻力平方区）。
尼古拉兹实验比较完整地反映了沿程阻力系数λ的变化规律，揭露了影响λ变化的主要因素，它对λ和断面流速分布的测定，推导湍流的半经验公式提供了可靠的依据。
（一）、层流：实验时保持水箱内水位恒定，稍许开启阀门B,使玻璃管内保持较低流速。再打开阀门D,颜色水经针管E流出。这时可见玻璃管内的颜色水成一条界限分明的纤流与周围清水不相混合。表明玻璃管中的水一层套着一层呈层状流动，各层质点互不掺混，这种流动状态称为层流。
（二）、湍流：逐渐开大阀门B，玻璃管内流速增大到某一临界质v′c时，颜色水纤流出现抖动。再开大阀门B，颜色水纤流破散并与周围清水混合，使玻璃管的整个断面都带颜色。表明此时质点的运动轨迹极不规则，各层质点相互掺混，这种流动状态称为稳流或湍流。

Ⅳ 尼古拉兹实验的局限性,如何改进

尼古拉知识面的局限性如何改进？其实说实话这个实验你要改进那也是靠你们这是靠你们这几个人股

Ⅵ 尼古拉兹实验的条件和结论

课程辅导材料五

第5章 流动阻力和能量损失【教学基本要求】

1.熟悉层流与紊流流态的特点和形成条件，掌握流态判别标准。

2.了解流动中沿程阻力和局部阻力的两种形式，掌握沿程损失和局部损失的计算方法。【学习重点】

1.层流与紊流流态及其判别标准，雷诺数的表示方法和物理意义，

2.均匀流基本方程，圆管均匀流的流速分布规律，层流沿程阻力系数的确定，

3.尼古拉兹实验及其确定紊流沿程阻力系数的方法，紊流沿程阻力系数的计算。

4.局部阻力系数的确定。

【内容提要和学习指导】

5.1两种流态和判别标准

通过雷诺实验可以观察到运动的流体存在两种流态，即层流与紊流。层流与紊流的过渡区可以近似用过渡区下限转变点代替。用无量纲雷诺数来描述流体运动时，转变点上的雷诺数为临界雷诺数，它是两种流态的判别标准。当雷诺数小于临界雷诺数时，流态为层流；当雷诺数大于临界雷诺数时，流态为紊流。管流中临界雷诺数为2000。

在理解两种流态形成机理的基础上，掌握雷诺数 的表达式和各物理量之间的关系，弄清临界雷诺数来源，牢记管流中临界雷诺数为2000的层流与紊流的判别标准。

5.2 边界层与边界层分离现象简介

本节不要求掌握。

5.3 流动阻力与能量损失的关系

由于流体运动接触到的边壁形状不同，边壁对流体的阻碍作用不同，流体流动受到的阻力也不同。流动阻力分为两种，即沿程阻力和局部阻力，对应这两种阻力的能量损失是沿程损失和局部损失。

了解不同边壁形状与流动阻力的关系，注意区分流动系统中的沿程损失和局部损失，掌握沿程损失和局部损失的表达式和各物理量之间的关系。

5.4均匀流基本方程

根据均匀流定义、能量方程和力的平衡方程，推导出沿程损失与管径、切应力等物理量的关系。能量方程中的能量损失是过流断面的平均值，过流断面上各点的能量损失均相等，由此可以得到切应力分布与管径的线性、正比关系。这一沿程损失与管径、切应力等物理量的关系或切应力分布与管径的线性、正比关系就是均匀流基本方程。

学习中应注意方程推导的条件，每一条件产生的结论，直至最终结论。掌握文字结论和导出方程，理解各物理量的意义和它们之间的关系。

5.5层流运动

流体做层流运动时，粘性切应力与速度沿垂向梯度的关系符合牛顿内摩擦定律，引入均匀流基本方程后，得到圆管中层流的抛物线型流速分布。由此可得①圆管中过流断面的最大流速；②圆管中过流断面的平均流速；和③层流沿程阻力系数公式。

应注意层流运动中粘性切应力分布（线性）与速度分布（抛物线型）的关系，在均匀流中过流断面的平均流速是表征流动的重要物理量。层流沿程损失以平均流速表示，层流沿程阻力系数也是以平均流速表示，只是平均流速被包含在雷诺数中，即 。

5.6紊流运动

流体的紊流运动看似杂乱无章，但从数学统计规律上可以将瞬时流速分解为时均流速和脉动流速。时均的均匀流服从层流运动规律，脉动流速在某一时间周期 内平均值为零。脉动流速引起紊流惯性切应力（又称为雷诺切应力）与单位面积上的动量有关。紊流运动的紊流切应力是层流粘性切应力和紊流惯性切应力之和。根据混合长度理论和均匀流基本方程得到对数型的紊流流速分布，这一公式具有理论性和经验性，公式中的待定常数需要由实验确定。

学习本节应注意科学分析与近似理论相结合的研究方法，熟悉紊流瞬时流速的分解方法，掌握惯性切应力与粘性切应力之比为雷诺数的物理特征，了解紊流流速分布公式中的物理量意义。

5.7 紊流沿程阻力系数

尼古拉兹通过人工粗糙管流实验，确定出沿程阻力系数与雷诺数、相对粗糙度之间的关系，实验曲线被划分为5个区域，即1．层流区 2．临界过渡区3．紊流光滑区4．紊流过渡区5．紊流粗糙区（阻力平方区）。莫迪采用工业管道实际粗糙进行了相应的管流实验。将实验成果代入紊流流速分布积分式可以确定各区域的紊流流速分布公式中的代定系数和紊流沿程阻力系数公式。并给出了紊流各区的沿程阻力系数的经验公式。

工程中的理论公式需要实验成果验证和完善，本节应掌握尼古拉兹实验条件和实验结果，了解尼古拉兹实验和莫迪实验的相同和不同点，熟练运用紊流沿程阻力系数的经验公式。

5.8非圆管道流动中的沿程损失

采用圆管道流动理论计算非圆形断面管道中的流动问题，首先选取非圆管的当量直径，然后按圆形管道公式计算。当量直径是在水力半径相等的条件下得到的，明渠流中的谢才公式、曼宁公式和巴氏公式均于水力半径相关。

掌握当量直径的计算方法，了解圆管道与非圆形断面管道的区别，能应用谢才公式、曼宁公式进行计算。

5.9管道流动中的局部损失

圆管中突然放大处的局部阻力系数可以通过连续、能量和动量方程联立求解获得，更多的各种各样的局部阻力系数需要实验测定。局部损失的减阻措施为：（1）在流体内部投放极少量的某种添加剂，改变流体紊流运动的内部结构，达到降低阻力的目的。（2）大量采用的是改善边壁条件的减阻措施。

掌握圆管中突然放大处的局部阻力系数的两种表示方法，了解各种局部阻力系数的查阅方法。【思 考 题】

5-1.当输水管直径一定时，随流量增大，雷诺数是增大还是减少？当输水管流量一定时，随管径加大，雷诺数是增大还是减少？

5-2.两个不同管径的管道，通过不同粘滞性的液体，它们的临界雷诺数是否相同？

5-3.试述尼古拉兹实验成果，层流、紊流中各个流区的 与 和 的关系怎样？【解 题 指 导】

思5—1解答：根据雷诺数定义 ，雷诺数与水管直径、平均流速成正比，当输水管直径一定时，随流量增大，雷诺数增大；当输水管流量一定时，随管径加大，雷诺数增大。

思5—2解答：管流临界雷诺数为2000，无论管径和液体粘滞性如何变化，管流临界雷诺数不变，所以它们的临界雷诺数是相同的。

思5—3提示：熟记尼古拉兹实验成果的分区和 与 和 的定性关系。

Ⅶ 尼古拉兹实验曲线图中，可以分为哪五个区域在五个区域中，λ与哪些因素有关

尼古拉兹实验归纳总结出了流动阻力与雷诺数Re和相对粗糙度△/d的关系，将沿程阻力系数的变化归纳为五个区。

层流区：λ=f1(Re)；

临界过渡区：λ=f2(Re)；

光滑管区：λ=f3(Re)；

湍流过渡区：λ=f(Re，k/d)；

湍流粗糙区：λ=f(k/d)。

尼古拉兹实验比较完整地反映了沿程阻力系数λ的变化版规律，揭露了影响λ变化的主要因素，它对λ和断面流速分布的测定，推导湍流的半经验公式提供了可靠的依据。

尼古拉兹通过人工粗糙管流实验，确定出沿程阻力系数与雷诺数、相对粗糙度之间的关系，实验曲线被划分为5个区域，即1．层流区 2．临界权过渡区3．紊流光滑区4．紊流过渡区5．紊流粗糙区（阻力平方区）。

(7)尼古拉兹实验成果扩展阅读：

流体流动阻力：流体在管路系统中的流动可以分为在均匀直管中的流动，产生以表面摩擦为主的沿程阻力；在各种管件象阀门、弯管、设备进出口等中的流 动，由于流道变向、截面积变化、流道分叉汇合等 产生以逆压差或涡流为主的局部阻力。

流动边界的物体对流动流体的作用力。它与流体流动的方向相反，由动量传递而产生。流动阻力是粘性流体中动量传递研究的基本问题之一。流动阻力的反作用力，即流体对物体的作用力，称为曳力(drag)。对于管流，流动阻力通常用流体的压力降表示，此压力降造成的机械能（压能）降低不能再恢复，亦即部分机械能遭受损失,通称阻力损失。对于绕流,更多地注意曳力。

只要来流即物体上游流体速度均匀，流体绕过静止物体的流动，与物体在静止流体中的运动是等同的。因此，工程上常在流动流体中置入静止的模型，以模拟物体在静止流体中的运动。

Ⅷ 尼古拉兹实验、雷诺实验和欧拉平衡方程式分别反应了什么规律什么特点

牛逼哄哄的来到，牛逼哄哄的走，留下牛逼哄哄的历史。

Ⅸ 什么是尼古拉兹实验

尼古拉兹实验：通过人工粗糙管流实验，确定出沿程阻力系数与雷诺数、相对粗糙度之间的关系，实验曲线被划分为5个区域，分别是层流区、临界过渡区、紊流光滑区、紊流过渡区、紊流粗糙区；

比较完整地反映了沿程阻力系数的变化规律，揭露了影响沿程阻力系数变化的主要因素，对沿程阻力系数和断面流速分布的测定，推导湍流的半经验公式提供了可靠的依据。

(9)尼古拉兹实验成果扩展阅读：

尼古拉兹实验虽然不能完全用于工业管道，但是它全面揭示了不同流态情况下 λ和雷诺数re及相对粗糙度δ/d的关系，从而说明确定λ的各种经验公式和半经验公式有一定的适用范围。

以构件为研究对象，运用力学的一般规律分析和求解构件受力的情况及平衡问题，建立构件安全工作的力学条件的一门学科。为了设计符合经济原则，要求少用材料或用廉价材料。工程力学的任务就是合理地解决这一矛盾，为实现既安全又经济的设计提供理论依据和计算方法。