3.2.2　理论公式

进行裂隙流和管道流特性识别的理论公式主要有立方定律，层流、紊流判别公式以及达西-魏斯巴赫公式。

（1）立方定律表明：恒温条件下，水流流经开放平行裂隙时的水头损失与水流流速之间呈线性关系，这一线性关系是识别裂隙流和管道流的主要依据之一。

（2）临界雷诺数是判别层流和紊流的主要依据，液体的雷诺数大于临界雷诺数时，液体流态为紊流，水头损失与流速之间呈非线性关系；液体的雷诺数小于临界雷诺数时，液体流态为层流，水头损失与流速之间呈线性关系。Lomize（1951）得到矩形过水断面水流临界雷诺数为1200；Louis（1969）、章宝华（2013）也得到了类似结果。

（3）达西-魏斯巴赫公式是用来描述圆管流水头损失与流速关系的。水头损失与流速之间的关系为

1）对于层流，λ仅仅是Re的函数，λ∝Re-1，因此，hf∝v。

2）对于紊流分为三种情况：①紊流光滑区：λ仅仅是Re的函数，即λ=λ（Re），且，因此，hf∝v1.75；②紊流过渡粗糙区：λ是Re和相对粗糙度的函数，即，因此，hf∝v1.75～2.0；③紊流粗糙区：λ仅仅是相对粗糙度的函数，，因此，hf∝v2。