По вопросу о влиянии шероховатости на потери по длине долгое время господствовали самые неопределенные и противоречивые представления. Первое систематическое исследование этого вопроса относится к 1933 г., когда И. Никурадзе в Геттингенской лаборатории Л.Прандтля провел серию опытов по определению потерь в трубах с различной шероховатостью. Искусственная шероховатость имитировалась путём приклеивания на внутреннюю поверхность труб предварительно прокалиброванных песчинок определённого размера. Достигавшаяся таким образом искусственная однородная зернистая шероховатость изменялась от 1/507 до 1/15 10¸радиуса трубы и чисел Рейнольдса – Re=5006.
Потери напора измерялись при разных расходах, l а коэффициент потерь на трение определялся по формуле Дарси-Вейсбаха. Опыты проводились весьма тщательно и значение их не утрачено до настоящего времени.
Результаты этого экспериментального исследования представлены в логарифмическом масштабе на диаграмме Никурадзе (рис. 3). Значения коэффициента λ, перед логарифмированием умножены на 100, с тем чтобы для дробных значений этого коэффициента получить положительные логарифмы. (Например, отметка 1,0 на оси ординат соответствует значению λ = 0,1).
Две пересекающиеся прямые, нанесенные на эту диаграмму независимо от опытов Никурадзе, представляют собой логарифмически перестроенные кривые
и 
, известные нам из рис. 2.
Рис.3. Диаграмма Никурадзе
Анализ диаграммы Никурадзе показывает, что всю область чисел Рейнольдса от нуля до бесконечности применительно к потерям по длине можно разбить на четыре характерные зоны сопротивления, не считая зоны переходного режима, который, как нам уже известно, не имеет самостоятельного значения и наблюдается обычно в относительно узком интервале Re.
1-я зона – ламинарный режим: Re<2300; m=1; 
. При 
опытные точки независимо от шероховатости укладываются на одну прямую. То обстоятельство, что они лежат несколько выше, не имеет принципиального значения. Через них можно провести параллельную прямую, соответствующую 
. Эту зону так и называют зоной ламинарного l режима. Коэффициент потерь k здесь зависит только от числа 
и не зависит от шероховатости.
2-я зона. Далее начинается переходный режим (
), отличающийся, как известно, крайней l неустойчивостью. Здесь коэффициент быстро возрастает с увеличением Re, оставаясь постоянным для различных шероховатостей. На диаграмме он может быть представлен пучком кривых, исходящих примерно из одной точки, соответствующей Reкр.н, и несколько расходящихся в области числа Reкр.в, которое зависит от условий эксперимента (в том числе до некоторой степени и от величины относительной шероховатости).
3-я зона гидравлически гладких труб: выступы шероховатости покрыты вязким подслоем (Δэкв ‹ δ) и не нарушают целостности последнего. Выступы обтекаются без отрывов и вихреобразований. В этом случае шероховатость не влияет на гидравлические сопротивления и гидравлический коэффициент трения, который зависит только от числа Рейнольдса. По данным А. Д. Альтшуля, эта область существует при 
При турбулентном режиме (2320< Rе< 100000) для гидравлических гладких труб λ можно определить по формуле Блазиуса:
С учетом зависимости 
и того, что 
, легко убедиться, что потери напора для гидравлически гладких труб пропорциональны скорости в степени 1,75.
, где k гл – коэффициент пропорциональности.
4-я зона - зона доквадратичного сопротивления. При 
имеет место область гидравлически шероховатых труб: выступы шероховатости выходят за пределы вязкого подслоя (Δэкв>δ). Отрывное обтекание выступов сводит сопротивление трения к сопротивлению обтекания тел с резким изменением конфигурации, которое не зависит от числа Рейнольдса и пропорционально скоростному напору потока и размерам выступов шероховатости. Именно эти факторы связаны с инерционными сопротивлениями перемешивающихся частиц жидкости.
В переходной области сопротивлений (для гидравлических шероховатых труб) гидравлический коэффициент трения может быть определен по формуле А. Д. Альтшуля: 
5-я зона – зона полностью шероховатых труб или зона квадратичного сопротивления 
того же порядка, что и толщина вязкого подслоя δ. В этом случае на гидравлическое сопротивление влияют как число Рейнольдса, так и величина выступов шероховатости.
Для квадратичной области сопротивление (для гидравлически шероховатых труб) λ определяется по формуле Б.Л. Шифринсона:
Так как в последнем случае коэффициент гидравлического трения не зависит от скорости движения воды, то из формулы 
следует, что потери напора пропорциональны квадрату скорости.
При установившемся равномерном движении жидкости в трубах и пожарных рукавах коэффициент гидравлического трения в большинстве случаев не зависит от числа Re.
В этих случаях линейные потери напора можно определить по упрощенным формулам:
где hl – потери напора по длине трубопровода, м;
l – длина трубопровода, м;
Q – расход жидкости, м 3/ с;
A – удельное сопротивление.
Учитывая, что Al=S, можно записать hl = SQ2, где S – сопротивление участка длиной l.
При скоростях движения жидкости менее 1,2 м/с необходимо ввести поправочный коэффициент Кn.