管道湍流摩擦阻力研究成就与启示

对管道流动阻力的准确预测是包括水利工程在内诸多工业过程设计和运行控制中基本但关键的要求之一。文中以管道湍流摩擦因子为主要对象,详尽梳理了雷诺相似准则与勃拉修斯公式、普朗特混合长度假设与普朗特-冯·卡门-尼古拉斯公式以及科尔布鲁克公式的发现历程,强调了物理思想创新的引领和指导作用。文中特别就科尔布鲁克公式自身的经验本质展开了讨论,以便正确使用和诠释其预测结果。此外,我们简要介绍了在该领域中国的贡献,从外国人在华的工作、华人在国外的工作到中国人在国内的工作,某种意义上反映了现代科学在国内的传播和发展历程,昭示着中国科学的光明前景。

管输水力摩阻不分区计算与实验研究

长输管道输送一般处于紊流区,紊流区的水力摩阻计算一直采用分区计算的方法,涉及到的公式较多,使用起来不方便,并且分区附近存在数值跃变;由于混合摩擦区的计算通常采用近似公式,误差增加,最大甚至可达百分之十几.科尔布鲁克公式被公认为是计算混合摩擦区摩阻因数的准确公式,也可近似地用于水力光滑区和完全粗糙区的计算.文中给出了基于科尔布鲁克公式的水力摩阻计算公式,用该公式统一紊流区水力摩阻计算,并对不同油品在同一管道中流动的水力摩阻损失进行了实验研究,用实验数据分析了水力摩阻计算公式的误差.研究表明,紊流区的水力摩阻计算可不分区,均采用科尔布鲁克公式,以利于工程计算,同时可提高混合摩擦区的计算精度.