应用：

　　前文说到摩擦阻力系数λ，简称为摩阻，是一个不简单的参数，要把这个物理量搞明白，需要牵扯到一系列的概念，那就开始。

　　不能抵抗切向力，在切向力的作用下可以无限变形的物质，称之为流体。流体与固体是按照力学特性对物质的一种划分方式，但流体与固体无显著的界限，比如沥青，俗称的柏油。

　　流体在剪切力作用下会连续不断的变形，不同流体在相同剪切力作用下的变形速度是不同的，这种不同流体呈现出的抵抗剪切力的不同能力，称之为流体的黏性。

　　用来表征流体黏性大小的概念，又称为流体的动力黏度，常用符号μ表示。黏度是流体的重要属性，是流体温度和压强的函数。工程中还常用动力黏度μ和流体密度ρ的比值来表示黏性，称为流体的运动黏度，常用符号ν表示，即ν=μ/ρ。

　　管道内壁在理论上不可能绝对光滑，其对流体的流动必然会存在一定的阻碍作用，绝对粗糙度ε是表征管道内壁对流体阻碍作用的一个概念，常见单位为mm。相对粗糙度ε/d则是绝对粗糙度ε对管道内径d的比值。

　　1883年英国物理学家雷诺（Reynolds）用实验证明黏性流体都会存在三种流动状态，分别是层流、临界流和湍流。

　　层流：当流速较小时，流体在管道中做的是平行于轴向的流动，流体质点没有横向运动，不互相混杂的流动状态。

　　湍流（紊流）：当流速增加到某些特定的程度后，流体质点的流动会呈现出杂乱无章的现象，轴向和径向均有不规则的脉动的流动状态。按照流速增加的方向，湍流区又进一步分为水力光滑区、湍流过渡区、阻力平方区（又称为粗糙区）。

　　用来量化流体流动状态的物理量，定义式为Re=fd/ν，其中f为流体平均流速、d为管道内径、ν为流体运动黏性。

　　从雷诺数的定义可知，在管道和流体的物理参数都不变的情况下，雷诺数Re随着流速f的增加而增大。所以随着雷诺数从小到大持续不断的增加，流体的流态将由层流区变为临界流区，然后进入湍流区。

　　但用于划分各流态区间的边界雷诺数值并没有完全统一，不同出处给的数值会有差别，而且差距还可能会很大。

　　可以看出，根据雷诺数来判断流体的流态，感觉总是欠缺了一点什么，因为每本书给出的边界都不太一样，真是见了鬼了！

　　摩阻系数λ的计算公式(1)由大量实验确定，并且雷诺数Re在不同取值范围，表达式会有不同形式。

　　可以发现：Colebrook公式在雷诺数不小于3250时，需要求解隐函数才能得到摩阻系数，计算量肯定小不了。但由于其最为准确可用在对精度要求比较高的场合。

　　Weymouth公式虽然准确程度一般，但由于其不论雷诺数取何值都可以直接计算得到摩阻系数，计算量较小，所以应用于更注重计算速度的应用场合。

　　可以看出我们国家标准中采用的就是Colebrook公式，不过好像没有对雷诺数进行分区间讨论，默认应该我国的燃气输配网络中的雷诺数远大于3250。

　　我们再回头回忆一下燃气管道的“欧姆定律”，即燃气管道两端断面的压力与流量的关系：

　　ρ0、P0、T0和Z0：气体在标准状态下的密度、压力、绝对温度和压缩因子；

　　如果管道首端和末端两处的高度相差太多，重力的影响就可能会显得较为重要，上面的公式还对吗？

　　看来，国标中还是考虑了管道两个断面的高度差的。当相对高差不大于200米且不打算考虑高差影响时，才能用这样的“欧姆定律”公式。不过这个公式好像和前面的公式(4)不太一样啊！确实不一样吗？真的吗？！能自己推导一下看看，注意各物理量的单位。

　　1）要理解摩阻系数λ，首先要明白流体、黏性、黏度、粗糙度、流动状态（层流、临界流、湍流）、雷诺数等概念；

　　2）根据雷诺数Re来划分流态，但边界值并不统一，各说各线）摩阻系数λ是管流雷诺数Re和管道相对粗糙度ε/d的函数；

　　4）摩阻系数的计算公式由实验获得，有很多个。常见的公式中，Colebrook最精确计算量也最大，我国国标也在用；Weymouth最简单；

　　5）管道两端的高度差会影响管道的“欧姆定律”的准确程度，200米以内可忽略，但大于200米或想要得到更高的精度，有必要进行修正。

　　[1]罗惕乾．流体力学（第四版）[M]．北京：机械工业出版社，2017．

　　[2]段常贵．燃气输配（第五版）[M]．北京：中国建筑工业出版社，2015．

　　[3]付祥钊，肖益民．流体输配网（第四版）[M]．北京：中国建筑工业出版社，2018．

　　[4]江茂泽，徐羽镗，王寿喜，曾自强．输配气管网的模拟与分析[M]．北京：石油工业出版社，1995．

　　被套现8亿元！百亿市值公司公告：控制股权的人要撤，两个“大户”也不打算控股！公司还有10万股民，过去7天大涨31%

　　深夜，1岁女童高热抽搐、神志不清被送往顺德妇幼，身上密密麻麻的针眼！竟是家长为了......

　　英伟达或明年1月推RTX5070显卡 功耗增至250W延续12GB显存