流体力学基本知识

流体力学基本知识第一页，共112页。学习要求：1.按时、独立、认真完成作业〔每人准备2本作业本，不要用片页纸〕，如果不交作业次数超过半数，则取消期末考试资格；2.认真听课，遵守课堂纪律。关闭手机通讯设备3。缺勤次数超过1/3的取消期末考试资格。考核方法：百分制1.平时作业、出勤、网络实践成绩占30％；2.期末考试成绩占70％。第二页，共112页。目录〔1〕0.绪论第一篇室内给排水第一章流体力学根本知识第二章室外给排水工程概述第三章管材、器材及卫生器具第四章室内给水第五章室内排水第三页，共112页。目录〔2〕第二篇供暖、通风及空气调节第六章供暖第七章热水及煤气供给第八章通风第九章空气调节第四页，共112页。0.绪论一、什么是建筑设备工程？为建筑物使用者提供生活和工作效劳的各种设施和设备系统的总称。包括：给水、排水、热水供给、燃气供给、采暖、通风、空调、供电、照明、消防、电梯、通讯、音响、电视等设备系统。第五页，共112页。现代智能大厦系统中的OA(OfficeAutomation)、systemCA(CommunicationAutomation.)、BA(BuildingAutomation.)、systemSA(SecurityAutomation.)、systemFA(FireAutomation.)system也属于建筑设备的广义范畴。OAS合理地进展建筑设备工程的设计、施工及管理是保证建筑物发挥高效、多功能的前提。第六页，共112页。二、本课程主要内容：四大局部－－给水排水；供暖、通风及空气调节；建筑电气。1.给水排水工程：室外给水排水、建筑给水排水、建筑热水供给

2.供暖工程：室内供暖、高层建筑供暖、热源

3.建筑通风：全面通风、自然通风、局部通风

4.空气调节：空调与制冷第七页，共112页。5.煤气供给：煤气供给与输配

6.建筑电气：供配电、照明、平安及防雷

内容多、杂，有选择的讲解。上课时，有重点提示，请同学们在书上作记号，以便复习。参考书目

流体力学、传热学、给水排水工程、建筑给水排水、供热工程、锅炉与锅炉房设备

空气调节、制冷技术、工业通风、建筑电气

第八页，共112页。三、学习本课程的目的：现代建筑不但注重外形，更加注重使用功能、安康舒适和节能。建筑设计过程中，建筑师应与设备师协商：机房面积、管井尺寸、平顶高度等，要求建筑师对设备外形尺寸、安装高度、坡度尺寸、管道连接形式和断面尺寸有比较准确的把握，使机房、管井平面布置合理，工艺流程好，空间大小适宜。第九页，共112页。对建筑设备中不够美观的地方，建筑师应采取措施使之与整体建筑风格协调。通过了解建筑设备，可自觉在建筑设计过程中采用节能技术，减少建筑运行费用。－掌握建筑设备工程技术的根本知识。－具备综合处理建筑主体与建筑设备之间关系和问题的能力。－能作出适用、经济、合理的建筑设计。第十页，共112页。四、现代建筑设备工程技术的开展，分成4个方面：1.新材料、新品种的快速开展，引起建筑设备中许多技术改革。例如：

卫生器具的材质，使用最多的是陶瓷、搪瓷生铁、搪瓷钢板，还有水磨石等。随着建材技术的开展，国内外已相继推出玻璃钢、人造大理石、人造玛瑙、不锈钢等新材料。第十一页，共112页。例如：管道材料〔1〕室内给水管推荐使用铝塑复合管，交联聚乙烯塑料给水管，衬塑铝合金管，UPVC塑料给水管等新型供水管。制止使用并淘汰非镀锌钢管。〔2〕户外用给水管道，给水泵房管道，高位水箱推荐选用UPVC塑料给水管，玻璃钢管，玻璃钢水箱。制止使用并淘汰黑铁管、铸铁管；限制使用混凝土水箱，钢制水箱。第十二页，共112页。〔3〕建筑用硬聚氯乙烯排水管、雨水管、槽及配件。制止使用普通承插口铸铁排水管、雨水管。〔4〕推荐使用塑料建筑电线套管。无特殊要求，制止使用金属电线穿线管。〔5〕推荐使用聚乙烯塑料燃气管，限制使用镀锌钢管。第十三页，共112页。2.新型设备的不断出现，使建筑设备工程向着更加节约和高效开展。例如，热泵技术的大量应用，空气源热泵、水源热泵、土壤源热泵等。有以下特点：节能－－它是以自然界的天然物质为主要能源，通过先进的设备将地下〔地上〕取之不尽但不可直接利用的低位能量开发利用，成为可利用的高位能，完全符合节能要求。第十四页，共112页。节资：通过一套系统来实现制冷和采暖，并提供生活热水，大量节省前期投资，无论冬季还是夏季，运行费用只有传统供冷供暖方式的1/2—2/3。环保：热泵系统省去了锅炉系统，没有燃烧过程，不排放废气等污染物，又不会剩余废弃物质〔如煤渣等〕；也省去了冷却塔系统，防止了冷却塔的噪音及霉菌污染，使环境更加干净优美。第十五页，共112页。〔1〕地下水热泵系统也就是通常所说的深井回灌式水源热泵系统。通过建造抽水井群将地下水抽出，通过二次换热或直接送至地源热泵机组，经提取热量或释放热量后，由回灌井群灌回地下。经过地源热泵机组制备成的热水或冷冻水，然后送至布置在各房间的风机盘管转换成热风或冷风给房间供暖或制冷。

第十六页，共112页。第十七页，共112页。地下水热泵系统

第十八页，共112页。〔2〕地表水热泵系统

通过直接抽取或者间接换热的方式，利用包括江水、河水、湖水、水库水以及海水作为热泵冷、热源。第十九页，共112页。地表水热泵系统

第二十页，共112页。〔3〕水平埋管地源热泵系统通过中间介质〔通常为水或者是参加防冻剂的水〕作为热载体，使中间介质在水平埋于土壤内部的封闭环路〔土壤换热器〕中循环流动，从而实现与大地土壤进展热交换的目的。第二十一页，共112页。水平埋管地源热泵系统

第二十二页，共112页。〔4〕垂直埋管地源热泵系统通过中间介质〔通常为水或者是参加防冻剂的水〕作为热载体，使中间介质在垂直埋于土壤内部的封闭环路〔土壤换热器〕中循环流动，从而实现与大地土壤进展热交换的目的。第二十三页，共112页。垂直埋管地源热泵系统

第二十四页，共112页。3.新能源的利用和电子技术的应用，使建筑设备工程技术不断更新。例如，太阳能热水器、太阳能空调系统、太阳能供热系统、太阳能电池等。第二十五页，共112页。例如：变频调速技术的应用－－在现代建筑生活给水系统中，采用变频调速给水可以大幅度降低节流能量损耗，具有优异的节能效果。在锅炉给水泵上安装变频调速装置，在锅炉引风机上安装变频调速装置，均可取得满意的节能效果,同时也大大延长了电机及水泵的维修期，经济效益十分显著。

第二十六页，共112页。4.建筑工业化施工技术的开展，大大加快了施工速度，取得了良好的经济效果。例如，混凝土预制构件组装式塔机根底技术、大型构件和设备和整体安装技术、新型模板和脚手架应用技术、深基坑支护技术、粗直径钢筋冷挤压套筒连接技术等。第二十七页，共112页。第二十八页，共112页。第二十九页，共112页。第三十页，共112页。声空开关光空灯具第三十一页，共112页。高压汞灯高压钠灯第三十二页，共112页。第三十三页，共112页。第三十四页，共112页。第三十五页，共112页。第三十六页，共112页。第一章流体力学根本知识流体是液体和气体的统称流体力学是研究流体的平衡和机械运动及其在生产中的应用的一门科学流体力学研究流体的宏观机械运动规律，认为流体由无数流体“质点〞组成的，它没有空隙地充满所占空间，各种物理量的变化是连续的，都可视为空间坐标和时间的连续函数，我们可以用连续函数的理论来分析液体运动.第三十七页，共112页。第一章流体力学根本知识

第一节流体的主要物理性质一、密度和容重

质量与密度

质量：表征惯性的物理量

流体的质量：常以密度来反映

定义：对于均质流体，单位体积的质量称为流体的密度(ρ)与温度有关，t增大ρ减小，t减小ρ增大。和压力有关，P增大ρ增大，P减小ρ减小。第三十八页，共112页。重力与重力密度：物体受到地球引力的特性，称为重力特征，常用重力密度来表征

定义：对于均质流体，作用于单位体积流体的重量称为流体的重力密度(γ)重力密度与质量密度第三十九页，共112页。流体的质量密度和重力密度变化随外界压力和温度而变化水在标准大气压下4℃时ρ=1000kg/m333

3

干空气在温度20℃，750mmHg时，ρα3,γα3第四十页，共112页。二．流体的粘滞性定义：流体内部质点间或层流间因相对运动而产生内摩擦力〔切力〕以对抗相对运动的性质叫做粘滞性。静止状态，粘滞性不显示。第一章流体力学根本知识

第一节流体的主要物理性质第四十一页，共112页。黏滞性是指流体各流层间或质点间因相对运动而产生内摩擦力以抵抗其相对运动的性质，简称黏性。

拖力和阻力是同时出现的大小相等、方向相反的一对力，且分别作用在相邻流体层的接触面上,称内摩擦力，也称为黏滞力。

第四十二页，共112页。牛顿内摩擦定律

液体的粘滞性随温度的增加而减小，空气的粘滞性随温度的升高而增大。

流体的运动抑制粘滞性，耗能。F－内摩擦力,N;S－摩擦流层的接触面面积,m2；

τ－流层单位面积上的内摩擦力〔切应力〕,N/m2；

第四十三页，共112页。

du/dn－流速梯度，沿垂直流速方向单位长度的流速增值；

μ－与流体种类有关的系数(动力粘滞系数)；

粘滞性的大小用粘滞系数表达

运动粘滞系数(ν)：

牛顿型流体:如空气和水等低分子流体

非牛顿型流体:如油脂、牙膏、水泥浆、高分子化合物溶液等

第四十四页，共112页。三、液体的压缩性和热胀性。液体所受压强增大体积减小的性质，称为流体的压缩性，液体强度升高，体积膨胀的性质，称为液体的热胀性。不可压缩模型：一般认为液体是不可压缩的，速度较低的气体流动过程中，可视密度为常数。第一章流体力学根本知识

第一节流体的主要物理性质第四十五页，共112页。不可压缩特例：水击现象，自然循环供暖系统

水的热胀性：热水的体积膨胀，管道中水的结冰体积增大。结论：1〕液体压缩性和膨胀性很小，引起工程误差很小，可忽略不计。2〕气体有显著的压缩性和膨胀性，t与P的变化对ρ影响很大。

第四十六页，共112页。自然循环供暖系统：利用温度差引起的密度差而造成的自然压头作用下循环的热水供暖系统。膨胀水箱水击现象：在建筑给水系统中，由于水体压力突降引起的管道振动现象。第四十七页，共112页。第四十八页，共112页。当流体的温度不过低，压强不过高时，t、P、ρ三者关系服从理想气体状态方程：式中：P－气体的绝对压强，N/m2；T－气体的绝对温度，K；ρ－气体的密度，kg/m3；第四十九页，共112页。一、流体静压强及其特性1.静压强的概念：N/m2〔帕/pa〕2.流体静压强的特性：

〔1〕流体静压强的方向与受压面垂直并指向受压面。

〔2〕任意点的静压强的大小和受压面的方向无关，或者说作用于同一点上各方向的静压强大小相等。

第二节流体静压强及其分布规律第五十页，共112页。二、流体静压强的分布规律〔1〕自由外表是指液面与气体的交界面。在重力作用下，静止液面的自由面为水平面。敞口容器内的液体的自由面上是大气压。〔2〕流体中具有一样压强各点所构成的面称为等压面。静止流体的自由面即为等压面。其下一样深度处所组成的面也是等压面。确定流体等压面的方法，有三个条件：必须在静止状态；在同一种流体中；而且为连续液体。第五十一页，共112页。2.分析静止液体中压强分布：静止液体中压强分布

第五十二页，共112页。分析铅直小圆柱体，作用于轴向的外力有：

上外表压力下底面的静水压力柱体重力第五十三页，共112页。柱体侧面积的静水压力其方向与轴向垂直，在轴向投影为零〔相互抵消〕。

该铅直小圆柱体处于静止状态，其轴向力平衡

化简

第五十四页，共112页。3.静水压强根本方程式：

特点：〔1〕方程表示静水压强与水深成正比的直线分布规律。〔2〕作用于液面上的外表压强p0是等值地传递到静止液体中每一点上。〔3〕对于气体，由于γ很小，当h不大时，可忽略γh项，则p＝p0

第五十五页，共112页。水静压强分布图第五十六页，共112页。三、压强的两种计算基准

绝对压强：〔pA〕

以设想没有大气存在的绝对真空状态作为零点计量的压强。相对压强：〔p〕

以当地大气压Pa作为零点计量的压强。绝对压强和相对压强的关系：pA＝p＋pa或p＝pA－pa第五十七页，共112页。静止液体作用在与之接触的外表上的水压力称为静水压力P，N/m2N/cm2绝对压强，或称为真实压，是以绝对零压为起点计算的压强。或真空为起点计算的压强。绝对压强，简称绝压。

表压强，或称为相对压强,简称表压，是指以当时当地大气压为起点计算的压强。当所测量的系统的压强等于当时当地的大气压时，压强表的指针指零。即表压为零。

真空度，当被测量的系统的绝对压强小于当时当地的大气压时，当时当地的大气压与系统绝对压之差，称为真空度。此时所用的测压仪表称为真空表。第五十八页，共112页。P可正可负P为正值时：pA>pa，称为正压〔表压，即压力表读数〕P为负值时：pA<pa，称为负压〔真空度，即真空表读数〕真空度pk＝pa－pA＝－P四、压强的三种量度单位

从压强的根本定义出发，用单位面积上的力表示：力/面积

第五十九页，共112页。国际单位：N/m2,以符号Pa表示

工程单位：kgf/m2或kgf/cm2

用大气压的倍数表示

国际规定标准大气压：1标准大气压＝101.325KPa

工程单位规定大气压：1at＝1kgf/cm2＝98KN/m2

用液柱高度表示

常用水柱高度或汞柱高度，单位：mH2O，mmH2O，mmHg

h＝p/γ第六十页，共112页。压强单位换算表1kgf/mm2=1000000mmH20=9806650Pa1kgf/cm2=10000mmH20=98066.5Pa第六十一页，共112页。二、流体静压强的分布规律用于描述重力作用下流体内部压力变化规律的数学表达式

如图,取液体中一垂直小液体柱，有A，h，p0，p。经推导得:从静止液体中任选1、2两点，推导得:

第六十二页，共112页。流体静力学根本方程2.讨论〔1〕在静止液体内部，压力随深度直线变化，且越深的地方压力值越大。〔2〕静止液体中任意一点的压力等于液面压力p0和该点深度h、液体密度、重力加速度g乘积之和。静压力的大小与容器形状无关。〔3〕当液面上的压力p0有变化时，液体内部各点的压力也发生同样大小的改变，即帕斯卡原理。〔4〕压力差的大小也可用液柱高度来表示，此时须注明是何种液体。即:第六十三页，共112页。第三节流体运动的根本知识一、流体运动的根本概念〔一〕压力流与无压流没有自由外表的液流称为压力流或管流具有自由外表的液流称为无压流或明渠流第六十四页，共112页。〔二〕、恒定流与非恒定流恒定流——在流体流动过程中，任一截面上流体的物理性质〔如密度、黏度等〕和运动参数〔如流速、流量和压力〕均不随时间发生变化，这种流动称为恒定流。如从水位不变的水箱中放水的水流运动否则为非恒定流。如水位随水放出不断改变的水流运动，自然界中都是非恒定流，建筑设备工程中取为恒定流。（a）恒定流动（b）非恒定流动

在制冷与热能工程中,流体的流动近似按恒定流处理。但在设备启动、调节或停机时按非恒定流。

第六十五页，共112页。〔三〕、流线、迹线

流线是某一瞬时在流场给出的曲线，曲线上所有各质点的流速矢量都和该曲线相切

流线的特性

1)流体是代表流速方向的矢量线，其疏密度代表流速的大小2)流线一般不能相交，但有滞止点3)流线是光滑曲线它形象地描绘了该瞬间整个流体的流动情况。第六十六页，共112页。2.迹线:流体运动时，流体中某一个质点在连续时间内的运动轨迹。

流线的根本特性：

恒定流时，流线的形状和位置不随时间而变化。

恒定流时，流体质点运动的迹线与流线重合。非恒定流时，流线的形状和位置随时间而变化。

非恒定流时，流体质点运动的迹线与流线不相重合。第六十七页，共112页。〔四〕均匀流与非均匀流：1.均匀流：流体运动时，流线是平行直线的流动称为均匀流。例如：2.非均匀流：流体运动时，流线不是平行直线的流动称为非均匀流。例如：它又分为：〔1〕渐变流：流体运动中流线接近于平行线的流动称为渐变流。如图1－11A区。〔2〕急变流：流体运动中流线不能视为平行直线的流动称为急变流。如图1－11B、C、D区。第六十八页，共112页。〔五〕元流、总流、过流断面、流量与断面平均流速：1.元流：水流中一微小面积dω上各点引出流线所形成的一个封闭管状曲面。2.总流：流体运动时，无数元流的总和。

3.过流断面：与元流或总流的流线成正交的横断面。单位时间内通过过流断面dω的液体体积为

udω＝dQ

第六十九页，共112页。4.流量：单位时间内通过某一过流断面的流体体积。一般流量指的是体积流量，单位是m3/s或L/s。5.断面平均流速：断面上各点流速的平均值。通过过流断面的流量为第七十页，共112页。断面平均流速为：该关系式表达了流量〔Q〕、过流断面〔ω〕和平均流速〔v〕三者之间的关系。第七十一页，共112页。1.如图1－9所示，在恒定总流中任取一元流，元流在1－1过流断面上的面积为dω1,流速为u1;在2－2过流断面上的面积为dω2,流速为u2。应用质量守恒定律，在dt时段内流入的质量与流出的质量相等：ρ1u1dω1dt＝ρ2u2dω2dt或ρ1u1dω1＝ρ2u2dω2二、恒定流的连续性方程第七十二页，共112页。从元流推广到总流，得：由于过流断面上密度ρ为常数，以

带入上式，得：第七十三页，共112页。ρ1Q1＝ρ2Q2〔1－13〕Q＝ωvρ1ω1v1＝ρ2ω2v2〔1－13a〕〔1－13〕、〔1－13a〕－－质量流量的连续性方程式。第七十四页，共112页。2.γ＝ρg，同一地区重力加速度g一样。ρ1Q1g＝ρ2Q2gγ1Q1＝γ2Q2〔1－14〕γ1ω1v1＝γ2ω2v2〔1－14a〕G1＝G2〔1－14b〕〔1－14〕、〔1－14a〕、〔1－14b〕－－重量流量的连续性方程式。第七十五页，共112页。3.当流体不可压缩时，流体的容重γ不变，上式得到：Q1＝Q2〔1－15〕ω1v1＝ω2v2〔1－15a〕〔1－15〕、〔1－15a〕－－体积流量的连续性方程式。对可压缩流体，可用〔1－13〕、〔1－14〕。第七十六页，共112页。连续性方程,说明管道中总流是连续的，过流断面与平均流速成反比，过流断面大，流速小；过流断面小，流速大；过流断面不变，流速亦不变；连续性方程是质量守恒定律在流体力学中的表达式。M1=M2

V1

A1V2A2

V1A1=V2A2

第七十七页，共112页。例：水流从DN200管道接入DN100的管道流动，流速变化如何

∵Q1=Q2V1A1=V2A2A=πD2/4

A1=4A2解：

∴V12例：水流从DN100管经过三通等量分流入两DN50的管道，流速如何变化解：∵Q1=Q2+Q3=2Q2V1A1=2V2A2A1=4A2∴V12第七十八页，共112页。三、恒定总流能量方程由能量守恒规律，可推导出恒定总流能量方程式〔伯努里方程〕第七十九页，共112页。z1、z2－－位置水头，表示单位重量的位置势能。p1/γ、p2/γ－－压强水头。P为相对压强〔静压〕。α1v12/2g、α2v22/2g－－流速水头〔动压〕。α－动能修正系数。α＝1.05~1.1,hω1－2－－水头损失。〔水从断面1－1流向断面2－2〕第八十页，共112页。以上各项单位为长度，都可以在断面上用铅直线段在图中表示出来。H＝z＋p/γ＋αv2/2gH－－总水头。Hp＝z＋p/γ－－测压管水头。将各断面上的总水头连成一条线，则此线称为总水头线，如图1－10中虚线所示。总水头线是沿流程下降的倾斜线。将各断面上的测压管水头连成一条线，则此线称为测压管水头线，如图1－10中实线所示。测压管水头线沿流程方向可能上升，也可能下降。第八十一页，共112页。〔二〕实际气体恒定总流的能量方程式对于不可压缩气体，由于气体容重γ很小，重力做功忽略不计，z＝0；一般通风管道中，过流断面流速分布比较均匀，α＝1。实际气体总流的能量方程式为：或：第八十二页，共112页。式中：p－－过流断面相对压强，工程上称静压。rv2/2g－－工程上称动压。p＋rv2/2g－－过流断面的静压与动压之和，工程上称全压。rhω1-2－－1－2两过流断面间压强损失。第八十三页，共112页。第四节流动阻力和流动状态一、流动阻力和水头损失的两种形式：本节的任务：计算水头损失〔或压强损失、流动阻力〕。当流体沿管道流动时，存在沿程阻力损失和局部阻力损失。计算管段的概念：任何一个建筑设备的管路系统都由许多串联或并联的计算管段组成。第八十四页，共112页。计算管段的水头损失：hω＝hf＋hj〔一〕沿程〔摩擦〕阻力和沿程水头损失因为流体有粘滞性，所以有摩擦阻力。沿程〔摩擦〕阻力存在于长直管〔或明渠〕中。为了抑制沿程〔摩擦〕阻力而消耗的单位重量流体的机械能量，称为沿程水头损失〔hf〕。第八十五页，共112页。〔二〕局部阻力和局部水头损失局部阻力的概念－－p16。为了抑制局部阻力而消耗的单位重量流体的机械能量，称为局部水头损失〔hj〕。局部阻力存在于什么地方？弯头、闸门、突然扩大、突然缩小、三通、四通。第八十六页，共112页。〔三〕管路的总水头损失〔总阻力〕hω1-2＝Σhf＋Σhj二、流动的两种型态－－层流和紊流层流：P17紊流：P17判断流动型态：用雷诺数ReRe＝vd/ν建筑设备工程中，绝大多数为紊流型态。第八十七页，共112页。流体的两种流态一、雷诺实验和流态1883年英国物理学家雷诺〔Reynolds〕通过大量实验发现，流体的运动有两种不同性质的流动状态，简称流态。能量损失的规律与流态有关。雷诺实验装置的示意图如下图。第八十八页，共112页。实验过程

(1)微开阀门C:

(2)逐渐开大阀门C:

(3)继续开大阀门C:

(4)逐渐关小阀门C:

有色液是一条界限清楚的直线，与周围的清水不相混。vc时，有色细流开场出现波动而成波浪形细线。有色开场抖动、弯曲，然后断裂与周围清水完全混合。实验现象将按相反程序出现，vc小于v

c。

雷诺实验第八十九页，共112页。实验说明〔1〕当流速不同时，流体的流动具有两种完全不同的流态。湍流(紊流)临界流速v

c＞vc

。层流(滞流)

过渡流

〔2〕两种流态在一定的流速下可互相转变。一般用下临界流速vc作为判别流态的界限，vc也直接称为临界流速。

雷诺实验v

c:上临界流速vc:下临界流速第九十页，共112页。流态的判断依据

流体的流动状态不仅与流体的速度v有关，还与流体的黏度

、密度ρ和管径d有关。

引入无因次准数——雷诺数Re:只要雷诺数一样，流态必然一样。

:流体密度，kg/m3；v

:截面的平均流速，m/s；d:管内径，m；

:流体动力黏度，Pa·s；

:流体运动黏度，m2/s。

利用雷诺数的大小可判断流体的流态。

第九十一页，共112页。临界雷诺数Rec:对应于临界流速的雷诺数。Re≤2000时，是层流流动；Re＞2000时，是湍流流动。惯性力

黏性力

雷诺数=

——两种流态Rec稳定在2000～2320，一般取Rec

2000。

第九十二页，共112页。三、沿程水头损失对于紊流型态，目前采用理论和实验相结合的方法，建立半经历公式来计算沿程水头损失。式中：hf－沿程水头损失，m;λ－沿程阻力系数;l－管长,m;d－管径，m;v－管中平均流速，m/s。第九十三页，共112页。四、沿程〔摩擦〕阻力系数λ尼古拉兹实验全面提醒了不同流态下λ和Re数及相对粗糙度〔Δ/d〕的关系。不同的流态，有不同的计算λ值的公式。1、层流区当Re<2300时，流动呈层流状态。在此区域内，沿程〔摩擦〕阻力系数λ仅取决于雷诺数Re值。λ＝64/Re在建筑设备工程中，很少遇到层流状态。第九十四页，共112页。2、临界过渡区在Re＝2300～4000范围内，是由层流向紊流的转变过程。沿程〔摩擦〕阻力系数λ随雷诺数Re的增大而增大，而与相对粗糙度〔Δ/d〕无关。3、紊流区在Re>4000后形成，整个紊流区还可以分为三个区域：〔1〕水力光滑管区沿程〔摩擦〕阻力系数λ只与雷诺数Re有关而与相对粗糙度〔Δ/d〕无关。第九十五页，共112页。Re<105时，－－布拉修斯公式Re>105时，－－尼古拉兹光滑区公式第九十六页，共112页。〔2〕水力过渡区流动状态从水力光滑管区过渡到粗糙管区〔阻力平方区〕的一个区域。沿程〔摩擦〕阻力系数λ与雷诺数Re和相对粗糙度〔Δ/d〕都有关。－－洛巴耶夫公式第九十七页，共112页。〔3〕粗糙管区〔阻力平方区〕在此区域内，沿程〔摩擦〕阻力系数λ仅取决于管壁的相对粗糙度〔Δ/d〕而与雷诺数Re无关。－－尼古拉兹公式第九十八页，共112页。对于管径等于或大于40mm的管子，用希弗林松计算公式。第九十九页，共112页。五、局部水头损失式中：ζ－局部阻力系数。由实验测出，可查阅有关手册。v－过流断面的平均流速。g－重力加速度。第一百