紊流公式是用來描述紊流流動特性的一系列數學表達式。根據雷諾數Re(Re=Vdν,其中V為管道斷面平均流速,d為管道直徑,ν為運動黏度)和管道絕對粗糙度Δ的不同,紊流公式可以分為不同的區域和類型。
對於紊流光滑管區,損失因數λ取決於雷諾數Re,可以使用尼古拉茲公式:
\[ \lambda = 2 \ln \left( \frac{Re}{\lambda} \right) - 0.8 \]
對於紊流粗糙管區,損失因數λ僅取決於相對粗糙度Δd,可以使用尼古拉茲公式:
\[ \lambda = 2 \ln \left( \frac{3.7d \Delta}{\lambda} \right) \]
對於兩者之間的過渡區,科爾布魯克和懷特在尼古拉茲實驗的基礎上,將光滑管和粗糙管的值「合併」得到科爾布魯克公式:
\[ \lambda = -2 \ln \left( \frac{\Delta 3.7d + 2.51 Re \lambda}{\lambda} \right) \]
這些公式可以幫助工程師和科學家理解和預測紊流的流動特性,從而在設計管道和其他流體系統時做出更優的決策。