工程流体力学简答
《工程流体力学》课程综合复习资料
《工程流体力学》综合复习资料一、判断题1、 根据牛顿内摩擦定律，当流体流动时，流体内部内摩擦力大小与该处的流速大小成正比。
2、 一个接触液体的平面壁上形心处的水静压强正好等于整个受压壁面上所有各点水静压强的平均值。
强的平均值。
3、 流体流动时，只有当流速大小发生改变的情况下才有动量的变化。
流体流动时，只有当流速大小发生改变的情况下才有动量的变化。
4、 在相同条件下，管嘴出流流量系数大于孔口出流流量系数。
在相同条件下，管嘴出流流量系数大于孔口出流流量系数。
5、 稳定（定常）流一定是缓变流动。
稳定（定常）流一定是缓变流动。
6、 水击产生的根本原因是液体具有粘性。
水击产生的根本原因是液体具有粘性。
7、 长管是指运算过程中流速水头不能略去的流动管路。
长管是指运算过程中流速水头不能略去的流动管路。
8、 所谓水力光滑管是指内壁面粗糙度很小的管道。
所谓水力光滑管是指内壁面粗糙度很小的管道。
9、 外径为D ，内径为d 的环形过流有效断面，其水力半径为4d D -。
1010、、 凡是满管流流动，任何断面上的压强均大于大气的压强。
是满管流流动，任何断面上的压强均大于大气的压强。
二、填空题1、某输水安装的文丘利管流量计，当其汞、某输水安装的文丘利管流量计，当其汞--水压差计上读数cm h 4=D ，通过的流量为s L /2，分析当汞水压差计读数cm h 9=D ，通过流量为，通过流量为 L/sL/s L/s。
2、运动粘度与动力粘度的关系是、运动粘度与动力粘度的关系是 ，其国际单位是，其国际单位是，其国际单位是 。
3、因次分析的基本原理是：、因次分析的基本原理是： ；具体计算方法分为两种；具体计算方法分为两种；具体计算方法分为两种 。
4、断面平均流速V 与实际流速u 的区别是的区别是 。
5、实际流体总流的伯诺利方程表达式为、实际流体总流的伯诺利方程表达式为 ，，其适用条件是其适用条件是其适用条件是 。
6、泵的扬程H 是指是指 。
工程流体力学
流体力学一、名词解释（简答题）1、流体的主要物理性质有哪些？答：有惯性、压缩性、膨胀性、黏性。
2、影响流体黏性的因素有哪些？答：有流体的种类、压力、温度。
3、按其度量基准﹙即零点﹚的不同，压力的表示方法有哪几种？答：有绝对压力、相对压力、和真空压力三种。
4、流体的流动状态有哪几种？如何判别？答：有层流和紊流两种。
用雷诺数Ｒｅ来判别，若Ｒｅ≤2000时为层流，若Ｒｅ＞2000时为紊流。
5、流动阻力损失有哪几种？答：有沿程阻力损失和局部阻力损失。
6、测压管水头测压管水头=位置水头+压强水头7、描述流体运动有哪两种方法？答：（1）拉格朗日法：通过描述每一质点的运动达到了解流体运动的方法。
（2）欧拉法：通过描述物理量在空间的分布来研究流体运动的方法。
8、恒定流动指流场中流动参数不随时间变化而改变的流动。
9、流线在某一时刻，各点的切线方向与通过该点的流体质点的流速方向重合的空间曲线称为流线。
10、迹线：同一质点在各不同时刻所占有的空间位置联成的空间曲线称为迹线。
11、总水头位置水头、压强水头和流速水头之和称为总水头。
12、全压静压和动压之和，习惯上称为全压。
13、位压(γa-γ)(Z2-Z1)：容重差与高程差的乘积，称为位压,14、总压静压、动压和位压之和称为总压。
15、减小阻力的措施有哪些？（1）减小管壁的粗糙度（2）用柔性边壁代替刚性边壁倒萨3）添加剂减阻16、孔口淹没出流当液体通过孔口出流到另一个充满液体的空间时称为淹没出流。
17、孔口自由出流在容器侧壁或底壁上开一孔口,容器中的液体自孔口出流到大气中,称为孔口自由出流。
18、水击有压管中运动着的液体，由于阀门或水泵突然关闭，使得液体速度和动量发生急剧变化，从而引起液体压强的骤然变化，这种现象称为水击（水锤）。
阀门的突然关闭只是水击现象产生的外界条件，液体本身具有可压缩性和惯性才是发生水击现象的内在原因。
19、理想流体某些流体(如：空气和水)的粘度很小，流层间的速度梯度不大时，流体粘性切应力可忽略不计。
工程流体力学简答题答案
工程流体力学简答题答案
1、工程流体力学是研究物理流体的运动规律以及相关的流体
力学问题的科学。
它涉及流体的流动特性，流体的压力和流速，流体的流动状态，流体的流动机制，流体的热力学特性，流体的流变性等等。
2、工程流体力学的应用范围有：
（1）空气动力学：研究飞机、火箭和其他航空器的空气动力
学特性；
（2）水力学：研究水力发电、水利工程、水污染等；
（3）流体机械：研究离心泵、离心机、涡轮机、螺杆机等；
（4）流体传热学：研究热交换器、热力发电机组、传热管道等；
（5）流体结构力学：研究管道系统的稳定性、管道的耐压性
能等；
（6）流体传质学：研究水处理技术、石油工程、化工工程等。
流体力学名词解释和简答题（完整）
流体⼒学名词解释和简答题（完整）名词解释和问答题⼀、绪论1. 流动性：在微⼩剪⼒作⽤下，连续变形的特性。
2. 连续介质假设：把流体当作是由密集质点构成的、内部⽆空隙的连续体来研究，这就是连续介质假设。
连续介质：由密集质点构成的、内部⽆空隙的连续体。
3. 表⾯⼒：通过直接接触，作⽤在所取流体表⾯上的⼒，简称⾯⼒。
4. 质量⼒：作⽤在所取流体体积内每个质点上，⼤⼩与流体的质量成⽐例的⼒，⼜称体⼒。
5. 惯性⼒：当液体由于受作⽤⼒作⽤使运动状态发⽣改变时，液体由于惯性对外界反抗的⼒。
惯性：是物体保持原有运动状态的性质。
6. 黏性：是流体在运动过程中抵抗剪切变形的能⼒，是产⽣机械能损失的根源。
或，是流体的内摩擦特性。
或，是相邻流层在发⽣相对运动时产⽣内摩擦⼒的性质7. 理想流体：指⽆粘性，动⼒粘度0=µ或运动粘度0=ν的流体。
8. 不可压缩流体：流体的每个质点在运动全过程中，密度不变化的流体。
9. 动⼒黏度：是流体黏性⼤⼩的度量。
10. 纯剪切的胡克定律：弹性体纯剪切时，剪应⼒与剪应变成正⽐。
（1）什么是理想流体为什么要引⼊理想流体的概念简化流动分析。
（2）试从⼒学分析的⾓度，⽐较流体与固体对外⼒抵抗能⼒的差别。
固体⼤部分的⼒都能承受，⽽流体⼏乎不能承受拉⼒，静⽌的流体不能承受剪切⼒。
⼆、流体静⼒学1. 真空度：指绝对压强不⾜当地⼤⽓压的差值，即相对压强的负值。
2. 相对压强：以当地⼤⽓压为基准起算的压强。
3. 绝对压强：以没有⽓体分⼦存在的完全真空为基准起算的压强。
4. 测压管⽔头：gp z ρ+称为测压管⽔头，是单位重量流体具有的总势能。
或位置⾼度(或位置⽔头)与测压管⾼度(压强⽔头)之和。
5. 帕斯卡原理：在平衡状态下，液体任⼀点压强的变化将等值地传到其他各点。
6. 等压⾯：流体中压强相等的空间点构成的⾯(平⾯或曲⾯)。
7. 阿基⽶德原理：液体作⽤于潜体（或浮体）上的总压⼒，只有铅垂向上的浮⼒，⼤⼩等于所排的液体重量，作⽤线通过潜体的⼏何中⼼。
流体力学简答题总结
第二章1．物质的物理属性比较在常温常压下，物质可以分为固体、液体和气体三种聚集状态。
它们都具有下列物质的三个基本属性：（1）由大量分子组成，（2）分子不断地作随机热运动，（3）分子与分子之间有相互作用力。
I 从宏观上看同体积内所包含的分子数目：气体<液体<固体II 同样分子间距上的分子相互作用力：气体<液体<固体III 固体、液体和气体宏观的表象差异固体有一定的体积也有一定的形状；液体有一定的体积而无一定的形状；气体既无一定的体积也无一定的形状。
IV 固体、液体和气体力学性能比较：固体可以承受拉力、压力和切应力；液体却只能承受压力，几乎不能承受拉力，在极小的切应力作用下就会出现连续的变形流动，它只呈现对变形运动的阻力，不能自行消除变形。
这一特性称为流体的易流动性。
气体与液体性能相近，主要差别是，可压缩性的大小。
气体>液体2．粘度的表示方法：动力粘度μ、运动粘度ν、恩氏粘度°E 3.粘度的变化规律1）液体粘度大小取决于分子间的距离和分子引力。
当温度升高或压强降低时液体膨胀，分子间距增加，分子引力减小，粘度降低。
反之，温度降低，压强升高时，液体粘度增大。
2）气体分子间距较大，内聚力较小，但分子运动较剧烈，粘性主要来源于流层间分子的动量交换。
当温度升高时，分子运动加剧，所以粘性增大；而当压强提高时，气体的粘性增大。
第三章1．流体处于静止状态包括了两种形式1）绝对静止2）相对静止2、常见的质量力：重力ΔW = Δmg、直线运动惯性力ΔFI = Δm·a离心惯性力ΔFR = Δm·rω2 。
3．表面力的作用机理：周围流体分子或固体分子对分离体表面的分子作用力的宏观表现。
*4．流体静压强的两个特性：I、流体静压强垂直于其作用面，其方向指向该作用面的内法线方向。
（利用静止流体性质进行证明）II、静止流体中任意一点处流体静压强的大小与作用面的方位无关，即同一点各方向的流体静压强均相等。
工程流体力学
工程流体力学1 工程流体力学是什么工程流体力学（Engineering Fluid Mechanics，简写为EFM）是一门系统的学科，讨论的是涉及流体流动的物理原理及其在各种工程上的应用。
涵盖了气体和液体的流动，包括固体的流动。
它是材料科学，力学，电子学，电气工程，化学工程，热传导，机械工程等学科的综合。
它借助物理学和数学的方法来研究和分析流体物理过程，以及流体对各种物质，细节，器件和装置的影响。
2 流体力学的主要内容工程流体力学的主要内容包括静动力流体力学、压力与流量特性、热力学与流变学、不可压缩流体力学和固态流体力学。
其中，静动力流体力学研究流体的性质，及其在用于指定流体流经体系的一般条件下的性能；压力与流量特性研究的是特定的流体在给定的动压条件下的行为；热力学与流变学则是研究由于温度、压力和流速变化而引起的流体性质变化；而不可压缩流体力学则是研究气体的流动；固态流体力学则是研究固体材料的流动。
3 工程流体力学的应用工程流体力学的主要应用有液压传动，气动传动，涡轮机械和内燃机，压气机，增压机械，气体充填、分离、加热、蒸发、蒸馏及纯化等技术，空气动力学，水力学，污水处理，风力发电，水轮机械，水利工程等等。
工程流体力学的应用可以涉及空气动力学，流体压缩机和气动传动，涡轮机械，水体模型，机械设备等等。
它们可用于航空、轨道运输、宇宙空间技术、清洁能源技术、海洋技术、矿井技术等和其他工业等行业，复杂系统设计，军事科学及其它新技术中应用。
4 结论工程流体力学是涉及流体流动的物理原理及其在各种工程上的应用的系统学科，主要包括静动力流体力学、压力与流量特性、热力学与流变学、不可压缩流体力学和固态流体力学。
它的应用范围相当广泛，涉及到了航空、轨道运输、宇宙空间技术、清洁能源技术、海洋技术、矿井技术等等，作为工程科学技术的重要组成部分，它给人类带来了许多积极的影响。
工程流体力学简答题
工程流体力学简答题流动的特点：趋向最低能量状态存在流动的条件：分子间作用力较小。
剪切力的作用，可形成速度梯度。
密度：单位容积的流体所具有的质量称为密度，以符号ρ表示。
密度的大小与该种流体的温度与压力有关，即与可压缩性与温度膨胀性有关。
流体的可压缩性：流体受压力作用时发生体积变化的性质称为可压缩性，常用体积压缩系数βe表示。
其物理意义是单位压力变化所造成的流体体积的相对变化率。
流体的温度膨胀性：由温度膨胀系数βt表示。
βt是指单位温度升高值（1℃）所引起的流体体积变化率。
粘性：当流体在外力作用下，流体微元间出现相对运动时，随之产生阻碍流体层相对运动的内摩擦力，流体产生内摩擦力的这种性质称为粘性。
流体内摩擦定理：p16粘性力（粘性内摩擦力）产生的原因：这种阻力是由分子间的相互吸引力和分子不规则运动的动量交换产生的阻力组合而成。
分子间吸引力产生的阻力、分子不规则运动的动量交换产生的阻力液体与气体粘性力产生的主要因素：液体：低速流动时，不规则运动弱，主要取决于分子间的吸引力;高速流动时，不规则运动增强，变为不规则运动的动量交换引起。
气体：主要取决于分子不规则运动的动量交换。
压强和温度对流体粘性的影响：压强：由于压强变化对分子动量交换影响小，所以气体的粘度随压强变化很小。
而压强加大使分子间距减小，故压强对液体粘性的影响较大。
但低压下压强对液体粘度影响很小。
温度：对于液体，温度升高，分子间距增大，粘度将显著减小；对于气体，温度升高，分子不规则运动加剧，粘度增大。
比热容：单位质量流体温度变化1℃时所需交换的热量流体：在任何微小的剪切力的作用下都能够发生连续变形的物质称为流体。
层流：不同层之间的流体质点没有相互混杂，本层的流体质点总是沿着本层流动，流体质点的运动轨迹是一条光滑的曲线，这种流动称为层流。
紊流：流体在流动过程中层与层之间的质点互相混杂，流体质点的运动轨迹杂乱无章。
湿空气：含有水蒸气的空气称为湿空气绝对湿度绝对湿度：每立方米湿空气中所含水蒸气的质量称为湿空气的绝对湿度。
工程流体力学简答
当流体在外力作用下，流体微元间浮现相对运动时，随之产生妨碍流体层相对运动的内磨擦力，流体产生内磨擦力的这种性质称为粘性。
这种阻力是由份子间的相互吸引力和份子不规则运动的动量交换产生的阻力组合而成。
(a)份子间吸引力产生的阻力：当相邻两液体层有相对运动时，会引起相邻份子间距的加大。
这种间距的加大会使份子间吸引力明显表现出来，即快速运动的份子层拖动慢速的份子层使其加快运动，而慢速运动的份子层反过来阻滞快速层的运动，这种相互作用的宏观表现为粘性力。
(b)份子不规则运动的动量交换产生的阻力：当流体定向或者不定向流动时，由于份子的不规则运动，分子在层与层间有跳跃迁移，这种跳跃迁移将导致动量交换。
快速层与慢速层的份子相互跃迁进行动量交换，而动量交换的结果将使彼此相互牵制，宏观表现就是粘性力。
液体：低速流动时，不规则运动弱，主要取决于份子间的吸引力;高速流动时，不规则运动增强，变为不规则运动的动量交换引起。
气体：主要取决于份子不规则运动的动量交换。
压强：由于压强变化对份子动量交换影响小，所以气体的粘度随压强变化很小。
而压强加大使份子间距减小，故压强对液体粘性的影响较大。
但低压下压强对液体粘度影响很小。
温度：对于液体，温度升高，份子间距增大，粘度将显著减小；对于气体，温度升高，份子不规则运动加剧，粘度增大。
(1)流体静压强的方向沿作用面的内法线方向。
(2)流体静压强的数值与作用面在空间的方位无关，即在任一点的压强不论来自何方均相等。
一．等压面就是等势面。
二．在平衡的流体中，通过每一质点的等压面必与该点所受质量力垂直。
三．两互不相混的液体，当他们处于平衡状态时，其分界面必为等压面。
拉格朗日法研究流场中每一个流体质点的运动， 分析运动参数随时间的变化规律， 然后综合所有的流体 质点，得到整个流场的运动规律。
这个方法可以了解每一个流体质点的运动规律。
欧拉法研究某瞬时整个流场内位于不同位置上的流体质点的运动参数， 然后综合所有空间点， 用以描述 整个流场的运动。
工程流体力学课后习题答案
第1章 绪论【1-1】500cm 3的某种液体，在天平上称得其质量为0.453kg ，试求其密度和相对密度。
【解】液体的密度3340.4530.90610 kg/m 510m V ρ-===⨯⨯ 相对密度330.906100.9061.010w ρδρ⨯===⨯ 【1-2】体积为5m 3的水，在温度不变的条件下，当压强从98000Pa 增加到4.9×105Pa 时，体积减少1L 。
求水的压缩系数和弹性系数。
【解】由压缩系数公式10-1510.001 5.110 Pa 5(4.91098000)p dV V dP β-=-==⨯⨯⨯- 910111.9610 Pa 5.110pE β-===⨯⨯ 【1-3】温度为20℃，流量为60m 3/h 的水流入加热器，如果水的体积膨胀系数βt =0.00055K -1，问加热到80℃后从加热器中流出时的体积流量变为多少？ 【解】根据膨胀系数1t dV V dtβ=则2113600.00055(8020)6061.98 m /ht Q Q dt Q β=+=⨯⨯-+= 【1-4】用200升汽油桶装相对密度0.70的汽油。
罐装时液面上压强为98000Pa 。
封闭后由于温度变化升高了20℃，此时汽油的蒸汽压力为17640Pa 。
若汽油的膨胀系数为0.0006K -1，弹性系数为13.72×106Pa ，（1）试计算由于压力温度变化所增加的体积，（2）问灌装时汽油的体积最多不应超过桶体积的百分之多少？【解】（1）由1β=-=P pdV Vdp E可得，由于压力改变而减少的体积为6200176400.257L 13.7210⨯∆=-===⨯P p VdP V dV E 由于温度变化而增加的体积，可由1β=tt dV V dT得 0.000620020 2.40L β∆===⨯⨯=t t t V dV VdT（2）因为∆∆tp V V ，相比之下可以忽略由压力变化引起的体积改变，则由 200L β+=t V V dT得1198.8%200110.000620β===++⨯t V dT 【1-5】图中表示浮在油面上的平板，其水平运动速度为u =1m/s ，δ=10mm ，油品的粘度μ=0.9807Pa ·s ，求作用在平板单位面积上的阻力。
流体力学名词解释和简答题(完整)
名词解释和问答题一、 绪论1. 流动性：在微小剪力作用下，连续变形的特性。
2. 连续介质假设：把流体当作是由密集质点构成的、内部无空隙的连续体来研究，这就是连续介质假设。
连续介质：由密集质点构成的、内部无空隙的连续体。
3. 表面力：通过直接接触，作用在所取流体表面上的力，简称面力。
4. 质量力：作用在所取流体体积内每个质点上，大小与流体的质量成比例的力，又称体力。
5. 惯性力：当液体由于受作用力作用使运动状态发生改变时，液体由于惯性对外界反抗的力。
惯性：是物体保持原有运动状态的性质。
6. 黏性：是流体在运动过程中抵抗剪切变形的能力，是产生机械能损失的根源。
或，是流体的内摩擦特性。
或，是相邻流层在发生相对运动时产生内摩擦力的性质7. 理想流体：指无粘性，动力粘度0=μ或运动粘度0=ν的流体。
8. 不可压缩流体：流体的每个质点在运动全过程中，密度不变化的流体。
9. 动力黏度：是流体黏性大小的度量。
10. 纯剪切的胡克定律：弹性体纯剪切时，剪应力与剪应变成正比。
（1）什么是理想流体？为什么要引入理想流体的概念？简化流动分析。
（2）试从力学分析的角度，比较流体与固体对外力抵抗能力的差别。
固体大部分的力都能承受，而流体几乎不能承受拉力，静止的流体不能承受剪切力。
二、流体静力学1. 真空度：指绝对压强不足当地大气压的差值，即相对压强的负值。
2. 相对压强：以当地大气压为基准起算的压强。
3. 绝对压强：以没有气体分子存在的完全真空为基准起算的压强。
4. 测压管水头：gp z ρ+称为测压管水头，是单位重量流体具有的总势能。
或位置高度(或 位置水头)与测压管高度(压强水头)之和。
5. 帕斯卡原理：在平衡状态下，液体任一点压强的变化将等值地传到其他各点。
6. 等压面：流体中压强相等的空间点构成的面(平面或曲面)。
7. 阿基米德原理：液体作用于潜体（或浮体）上的总压力，只有铅垂向上的浮力，大小等于所排的液体重量，作用线通过潜体的几何中心。
(完整版)流体力学简答题
流体力学1流体的粘滞性（1）流体粘性概念的表述①运动流体具有抵抗剪切变形的能力，就是粘滞性，这种抵抗体现在剪切变形的快慢（速率）上。
②发生相对运动的流体质点（或流层）之间所呈现的内摩擦力以抵抗剪切变形（发生相对运动）的物理特性称为流体的黏性或黏滞性。
③黏性是指发生相对运动时流体内部呈现的内摩擦力特性。
在剪切变形中，流体内部出现成对的切应力，称为内摩擦应力，来抵抗相邻两层流体之间的相对运动。
④粘性是流体的固有属性。
但理想流体分子间无引力，故没有黏性；静止的流体因为没有相对运动而不表现出黏性。
2毛细管现象①将直径很小两端开口的细管竖直插入液体中，由于表面张力的作用，管中的液面会发生上升或下降的现象，称为毛细管现象。
②毛细管现象中液面究竟上升还是下降，取决于液体与管壁分子间的吸引力（附着力）与液体分子间的吸引力（内聚力）之间大小的比较：附着力>内聚力，液面上升；附着力<内聚力，液面下降。
③由液体重量与表面张力的铅垂分量相平衡，确定毛细管中液面升降高度h，④为减小毛细管现象引起误差，测压用的玻璃管内径应不小于10mm。
3流体静压强的两个基本特性①静压强作用的垂向性：静止流体的应力只有内法向分量—静压强（静止流体内的压应力）。
②静压强的各向等值性：静压强的大小与作用面的方位无关—静压强是标量函数。
4平衡微分方程的物理意义（1）静压强场的梯度p 的三个分量是压强在三个坐标轴方向的方向导数，它反映了标量场p在空间上的不均匀性(inhomogeneity)。
（2）流体的平衡微分方程实质上反映了静止（平衡）流体中质量力和压差力之间的平衡。
（3）静压强对流体受力的影响是通过压差来体现的5测压原理（1）用测压管测量测压管的一端接大气，可得到测压管水头，再利用液体的平衡规律，可知连通的静止液体区域中任何一点的压强，包括测点处的压强。
如果连通的静止液体区域包括多种液体，则须在它们的分界面处作过渡6拉格朗日法：着眼于流体质点，跟踪质点描述其运动历程。
（完整版）流体力学简答题整理
（完整版）流体力学简答题整理为什么圆管进口段靠近管壁的流速逐渐减小？而中心点的流速是逐渐增大的？进口附近断面上的流速分布较均匀，流速梯度主要表现在管壁处，故近壁处切应力很大，流动所受的阻力也很大，至使流速渐减。
管中心处流速梯度很小，t小，阻力很小，使流速增大。
直至形成一定的流速梯度及切应力，使各部分流体的能耗与能量补充平衡。
紊流研究中为什么要引入时均概念？紊流时，恒定流与非恒定流如何定义？把紊流运动要素时均化后，紊流运动就简化为没有脉动的时均流动，可对时均流动和脉冲分别加以研究。
紊流中只要时均化的要素不随时间变化而变化的流动，就称恒定流。
紊流的切应力有哪两种形式？它们各与哪些因素有关？各主要作用在哪些部位？粘性切应力主要与流体粘度和液层间的密度梯度有关。
主要在近壁处。
附加切应力主要与流体的脉动程度和流体的密度有关，主要作用在紊流核心出脉动程度较大地方。
紊流中为什么存在粘性底层？其厚度与哪些因素有关？其厚度对紊流分析有何意义？紊流时断面上流层的分区和流态分区有何区别？粘性底层，紊流核心：粘性、流速分布与梯度; 层流、紊流：雷诺数紊流为什么存在粘性底层？其厚度与哪些因素有关，其厚度对紊流分析有何意义？在近壁处，因液体质点受到壁面的限制，不能产生横向运动，没有混掺现象，流速梯度du/dy 很大，粘滞切应力t仍然起主要作用。
粘性底层很薄，但对能量损失很大。
圆管紊流的流速如何分布？粘性底层：线性分布，紊流核心处：对数或指数管径突变的管道，当其他条件相同时，若改变流向，在突变处所产生的局部水头损失是否相等？为什么？不等，固体边界不同，如突扩与突缩局部阻力系数与哪些因素有关？选用时应该注意什么？固体边界的突变情况、流速；局部阻力系数应与所选取的流速相对应。
如何减小局部水头损失？让固体边界趋于流线型边界层内是否一定是层流？影响边界层内流态的主要因素有哪些？否，有层流、紊流边界层；粘性、流速、距离边界层分离是如何形成的？如何减小尾流的区域？因压强沿流动方向增高，以及阻力的存在，使得边界层内动量减小，形成边界层的分离。
工程流体力学答案(整理)
工程流体力学习题详解第一章流体地物理性质【1－1】500cm3地某种液体，在天平上称得其质量为0.453kg，试求其密度和相对密度.【解】【1－2】体积为5m3地水，在温度不变地条件下，当压强从98000Pa增加到4.9×105Pa时，体积减少1升.求水地压缩系数和弹性系数.【解】由压缩系数公式【1－3】温度为20℃，流量为60 m3/h地水流入加热器，如果水地体积膨胀系数βt=0.00055K-1，问加热到80℃后从加热器中流出时地体积流量变为多少？【解】根据膨胀系数则【1－4】图中表示浮在油面上地平板，其水动速度为u=1m/s，δ=10mm，油品地粘度μ=0.9807Pa·s，求作用在平板单位面积上地阻【解】根据牛顿内摩擦定律则【1－5】已知半径为R圆管中地流速分布为式中c为常数.试求管中地切应力τ与r地关系.【解】根据牛顿内摩擦定律则习题1-5图第二章流体静力学【2－1】容器中装有水和空气，求A、B、C和D【解】题2－1图【2－2】如图所示地U 形管中装有水银与水，试求：(1)A 、C 两点地绝对压力及表压力各为多少？ (2)求A 、B 两点地高度差h ？ 【解】 (1)(2)选取U 形管中水银地最低液面为等压面，则 得 【2－3】在一密闭容器内装有水及油，密度分别为ρw 及ρo ，油层高度为h 1，容器底部装有水银液柱压力计，读数为R ，水银面与液面地高度差为h 2，试导出容器上方空间地压力p 与读数R 地关系式.【解】选取压力计中水银最低液面为等压面，则得 【2－4】油罐内装有相对密度为0.7地汽油，为测定油面高度，利用连通器原理，把U 形管内装上相对密度为 1.26地甘油，一端接通油罐顶部空间，一端接压气管.同时，压力管地另一支引入油罐底以上地0.4m 处，压气后，当液面有气逸出时，根据U 形管内油面高度差△h =0.7m 来计算油罐内地油深H =?【解】选取U 形管中甘油最低液面为等压面，由气体各点压力相等，可知油罐底以上0.4m 处地油压即为压力管中气体压力，则得【2－5】图示两水管以U 形压力计相连，A 、B 两点高差1m ，U 形管内装有水银，若读数△h =0.5m ，求A 、B 两点地压力差为多少？【解】选取U 形管内水银最低液面为等压面，设B 点到水银最高液面地垂直高度为x ，则得【2－6】图示油罐发油装置，将直径为d 地圆管伸进罐内，端部切成45°角，用盖板盖住，盖板可绕管端上面地铰链旋转，借助绳系上来开启.已知油深H =5m ，圆管直径d =600mm ，油品相对密度0.85，不计盖板重力及铰链地摩擦力，求提升此盖板B题2－3图题2－4图所需地力地大小？（提示：盖板为椭圆形，要先算出长轴2b 和短轴2a ，就可算出盖板面积A =πab ）.【解】分析如图所示以管端面上地铰链为支点，根据力矩平衡其中可得【2－7】图示一个安全闸门，宽为0.6m ，高为1.0m.距底边0.4m 处装有闸门转轴，使之仅可以绕转轴顺时针方向旋转.不计各处地摩擦力，问门前水深h 为多深时，闸门即可自行打开？水深h 小，即D 点上移.当D 好平衡.即得 【2－8】有一压力贮油箱（见图），其宽度（垂直于纸面方向）b =2m ，箱内油层厚h 1=1.9m ，密度ρ0=800kg/m 3，油层下有积水，厚度h 2=0.4m ，箱底有一U 型水银压差计，所测之值如图所示，试求作用在半径R =1m 地圆柱面AB 上地总压力（大小和方向）.【解】分析如图所示，首先需确定自由液面，选取水银压差计最低液面为等压面，则由p B 不为零可知等效自由液面地高度曲面水平受力曲面垂直受力则【2－9】一个直径2m ，长5m 地圆柱体放置在图示地斜坡上.求圆柱体所受地水平力和浮力.【解】分析如图所示，因为斜坡地倾斜角为60°，故/ρo g题2－8题2－9经D 点过圆心地直径与自由液面交于F 点.BC 段和CD 段水平方向地投影面积相同，力方向相反，相互抵消，故 圆柱体所受地水平力圆柱体所受地浮力【2－10】图示一个直径D =2m ，长L =1m 地圆柱体，其左半边为油和水，油和水地深度均为1m.已知油地密度为ρ=800kg/m 3，求圆柱体所受水平力和浮力.【解】因为左半边为不同液体，故分别来分析AB 段和BC 段曲面地受力情况.AB 曲面受力BC 曲面受力则，圆柱体受力（方向向上）【2－11】图示一个直径为 1.2m 地钢球安装在一直径为1m 地阀座上，管内外水面地高度如图所示.试求球体所受到地浮力.【解】分析如图所示，图中实压力体（＋）为一圆柱体，其直径为1.0m【2－12】图示一盛水地密闭容器，中间用隔板将其分隔为上下两部分.隔板中有一直径d =25cm 地圆孔，并用一个直径D =50cm 质量M =139kg 地圆球堵塞.设容器顶部压力表读数p M =5000Pa ，求测压管中水面高x 大于若干时，圆球即被总压力向上顶开？【解】分析如图所示，图中虚压力体（－）为一球体和圆柱体体积之和 根据受力分析可知则 ※【2－13】水车长3m ，宽 1.5m ，高1.8m ，盛水深1.2m ，见图2-2.试问为使水不益处，加速度a 地允许值是多少.【解】根据自由夜面（即等压面方程）题2－10图题2－11图图2－13图得第三章 流体运动学【3－1】已知流场地速度分布为 u =x 2y i -3y j +2z 2k（1）属几元流动？（2）求（x , y , z ）=（3, 1, 2）点地加速度？ 【解】（1）由流场地速度分布可知流动属三元流动. （2）由加速度公式得故过（3, 1, 2）点地加速度其矢量形式为：【3－2】已知流场速度分布为u x =x 2，u y =y 2，u z =z 2，试求（x , y , z ）=（2, 4, 8）点地迁移加速度？【解】由流场地迁移加速度得故过（2, 4, 8）点地迁移加速度【3－3】有一段收缩管如图.已知u 1=8m/s ，u 2=2m/s ，l =1.5m.试求2点地迁移加速度.【解】由已知条件可知流场地迁移加速度为其中：则2点地迁移加速度为【3－4】某一平面流动地速度分量为u x =-4y ，u y =4x .求流线方程.【解】由流线微分方程得解得流线方程【3－5】已知平面流动地速度为，式中B 为常数.求流线方程.【解】由已知条件可知平面流动地速度分量题3－3 图代入流线微分方程中，则解得流线方程【3－6】用直径200mm地管输送相对密度为0.7地汽油，使流速不超过1.2m/s，问每秒最多输送多少kg？【解】由流量公式可知则【3－7】截面为300mm×400mm地矩形孔道，风量为2700m3/h，求平均流速.如风道出口处截面收缩为150mm×400mm，求该处断面平均流速.【解】由流量公式可知则如风道出口处截面收缩为150mm×400mm，则【3－8】已知流场地速度分布为u x=y+z，u y=z+x，u z=x+y，判断流场流动是否有旋？【解】由旋转角速度可知故为无旋流动.【3－9】下列流线方程所代表地流场，哪个是有旋运动？（1）2Axy=C（2）Ax+By=C（3）A ln xy2=C【解】由流线方程即为流函数地等值线方程，可得（1）速度分布旋转角速度可知故为无旋流动.（2）速度分布旋转角速度可知故为无旋流动.（3）速度分布旋转角速度可知故为有旋流动.【3－10】已知流场速度分布为u x =-cx ，u y =-cy ，u z =0，c 为常数.求：（1）欧拉加速度a =？；（2）流动是否有旋?（3）是否角变形?（4）求流线方程.【解】（1）由加速度公式得（2）旋转角速度可知故为无旋流动.（3）由角变形速度公式可知为无角变形.（4）将速度分布代入流线微分方程解微分方程，可得流线方程第四章 流体动力学【4－1】直径d =100mm 地虹吸管，位置如附图中所示.求流量和2、3地压力.不计水头损失.【解】选取4点所在断面和1点所在断面列伯努力方程，以过4点地水平线为基准线.得，则选取1、2点所在断面列伯努利方程，以过1点地水平线为基准线（v 2=v 4）得选取1、3点所在断面列伯努利方程，以过1点地水平线为基准线（v 3=v 4）得【4－2】一个倒置地U 形测压管，上部为相对密度0.8地油，用来测定水管中点地速度.若读数△h =200mm ，求管中流速u =?【解】选取如图所示1－1、2－2断面列伯努利方程，以水管轴线为基准线同时，选取U 形测压管中油地最高液面为等压面，则题 4－1图题 4－2图【4－3】图示为一文丘里管和压力计，试推导体积流量和压力计读数之间地关系式.当z 1=z 2时，ρ=1000kg/m 3，ρH =13.6×103kg/m 3，d 1=500mm ，d 2=50mm ，H =0.4m ，流量系数α=0.9时，求Q =？【解】列1－1、2－2所在断面地伯努利方程、以过1－1断面中心点地水平线为基准线.选取压力计中汞地最低液面为等压面，则 又由、，得所以【4－4】管路阀门关闭时，压力表读数为49.8kPa ，阀门打开后，读数降为9.8kPa.设从管路进口至装表处地水头损失为流速水头地2倍，求管路中地平均流速.【解】当管路阀门关闭时，由压力表度数可确定管路轴线到自有液面地高度H当管路打开时，列1－1和2－2断面地伯努利方程，则得【4－5】为了在直径D =160mm 地管线上自动掺入另一种油品，安装了如下装置：自锥管喉道处引出一个小支管通入油池内.若压力表读数为2.3×105Pa ，吼道直径d =40mm ，T 管流量Q ＝30 l/s ，油品地相对密度为0.9.欲掺入地油品地相对密度为0.8，油池油面距喉道高度H =1.5m ，如果掺入油量约为原输量地10%左右，B 管水头损失设为0.5m ，试确定B 管地管径.【解】列1－1和2－2断面地伯努利方程，则 其中得列3－3和4－4自有液面地伯努利方程，以4－4断面为基准面，则其中、，代入上式，得27mm 【4－6】一变直径地管段AB ，直径d A =0.2m ，d B ＝0.4m ，高差h =1.0m ，用压力表测得p A =70kPa ，p B =40kPa ，用流量计测得流量Q =0.2m 3/s.试判断水在管段中流动地方向.题 4－4图题 4－5图题 4－3图【解】列A 点和B 点所在断面地伯努利方程则故流动方向为A -B .【4－7】泄水管路如附图所示，已知直径d 1=125mm ，d 2=100mm ，d 3=75mm ，汞比压力计读数h =175mm ，不计阻力，求流量和压力表读数.【解】列1－1、2－2断面地波努利方程又由（即） 可得、、 列压力表所在断面和出口断面地伯努利方程可得【4－8】如图所示，敞开水池中地水沿变截面管路排出地质量流量Q m =14kg/s ，若d 1＝100mm ，d 2＝75mm ，d 3＝50mm ，不计损失，求所需地水头H ，以及第二段管段中央M 点地压力，并绘制测压管水头线.【解】列1－1和3－3断面地伯努利方程，则其中 、 得列M 点所在断面2－2和3－3断面地伯努利方程，则 得【4－9】由断面为0.2m 2和0.1 m 2地两根管子组成地水平输水管系从水箱流入大气中：○1若不计损失，（a ）求断面流速v 1及v 2；（b ）绘总水头线及测压管水头线；（c ）求进口A点地压力.○2计入损失：第一段地水头损失为流速水头地4倍，第二段为3倍，（a ）求断面流速v 1及v 2；（b ）绘制总水头线及测压管水头线；（c ）根据所绘制水头线求各管段中间点地压力.【解】（1）列自有液面和管子出口断面地伯努利方程，则得 又由得列A 点所在断面和管子出口断面地伯努利方程，则3 题 4－8图1题 4－6图题 4－7图得（2）列自有液面和管子出口断面地伯努利方程，则由得、 细管断中点地压力为：粗管断中点地压力为： 【4－10】用73.5×103W 地水泵抽水，泵地效率为90％，管径为0.3m ，全管路地水头损失为1m ，吸水管水头损失为0.2m ，试求抽水量、管内流速及泵前真空表地读数.【解】列两自由液面地伯努利方程，则得H =30m又由得列最低自由液面和真空表所在断面地伯努利方程，则得 故真空表地度数为26.62kPa.【4－11】图示一管路系统，欲维持其出口流速为20m/s ，问水泵地功率为多少？设全管路地水头损失为2m ，泵地效率为80％.若压水管路地水头损失为1.7m ，则压力表上地读数为若干？【解】列自由液面和出口断面地伯努利方程，则其中v 1＝20m/s得H =42.4m又由 得列压力表所在断面和出口断面地伯努利方程，则其中v 2A 2＝v 1A 1 得【4－12】图示离心泵以20m 3/h 地流量将相对密度为0.8地油品从地下罐送到山上洞库油罐.地下油罐油面压力为2×104Pa ，洞库油罐油面压力为3×104Pa.设泵地效率为0.8，电动机效率为0.9，两罐液面差为40m ，全管路水头损失设为5m.求泵及电动机地额定功率（即输入功率）应为若干？题 4－9图【解】列两油罐液面地伯努利方程，则得 又由 得、【4－13】输油管线上水平90°转变处，设固定支座.所输油品δ=0.8，管径d =300mm ，通过流量Q =100 l/s ，断面1处压力为2.23×105Pa.断面2处压力为2.11×105Pa.求支座受压力地大小和方向？【解】选取1－1和2－2断面及管壁围成地空间为控制体，建立如图所示坐标系.列x 方向动量方程其中 得列y 方向动量方程其中得【4－14】水流经过60°渐细弯头AB ，已知A 处管径d A ＝0.5m ，B 处管径d B ＝0.25m ，通过地流量为0.1m 3/s ，B 处压力p B ＝1.8×105Pa.设弯头在同一水平面上摩擦力不计，求弯所受推力.【解】选取A 和B 断面及管壁围成地空间为控制体，建立如图所示坐标系. 列x 方向动量方程其中p A 可由列A 断面和B 断面地伯努利方程得、 、得列y 方向动量方程题 4－12图x得，则【4－15】消防队员利用消火唧筒熄灭火焰，消火唧筒出口直径d =1cm ，入口直径D =5cm.从消火唧筒设出地流速v =20m/s.求消防队员手握住消火唧筒所需要地力（设唧筒水头损失为1m ）？【解】选取消火唧筒地出口断面和入口断面与管壁围成地空间为控制体，建立如图所示坐标系.列x 方向地动量方程 其中p 1可由列1－1和2－2断面地伯努利方程求得又由、得【4－16】嵌入支座地一段输水管，如图所示，其直径由D 1=0.15m 变化为D 2=0.1m.当支座前端管内压力p =4×105Pa ，流量Q =0.018m 3/s ，求该管段中支座所受地轴向力？【解】取1－1、2－2断面及管壁围成地空间为控制体，建立如图所示坐标系. 列x 方向即轴向动量方程其中p 1可由1－1和2－2断面地伯努利方程求得又由、、、 得【4－17】水射流以19.8m/s 地速度从直径d =0.1m 地喷口射出，冲击一个固定地对称叶片，叶片地转角α=135°，求射流叶片地冲击力.若叶片以12m/s 地速度后退，而喷口仍固定不动，冲击力将为多大？【解】建立如图所示坐标系 （1）列x 方向地动量方程其中则（2）若叶片以12m/s 地速度后退，其流体相对叶片地速度v =7.8m/s ，代入上式得.题 4－17图第五章量纲分析与相似原理【5－1】试用量纲分析法分析自由落体在重力影响下降落距离s地公式为s＝kgt2，假设s 和物体质量m、重力加速度g和时间t有关.【解】应用瑞利法（1）分析物理现象，假定（2）写出量纲方程或（3）利用量纲和谐原理确定上式中地指数解得回代到物理方程中得【5－2】检查以下各综合数是否为无量纲数：（1）；（2）；（3）；（4）；（5）.【解】（1）展开量纲公式为有量纲量.（2）展开量纲公式为有量纲量.（3）展开量纲公式为有量纲量.（4）展开量纲公式为有量纲量.（5）展开量纲公式为无量纲数.【5－3】假设泵地输出功率是液体密度ρ，重力加速度g，流量Q，和扬程H地函数，试用量纲分析法建立其关系.【解】利用瑞利法，取比重γ=ρg（1）分析物理现象，假定（2）写出量纲方程或（3）利用量纲和谐原理确定上式中地指数解得回代到物理方程中得【5－4】假设理想液体通过小孔地流量Q与小孔地直径d，液体密度ρ以及压差有关，用量纲分析法建立理想液体地流量表达式.【解】利用瑞利法（1）分析物理现象，假定（2）写出量纲方程或（3）利用量纲和谐原理确定上式中地指数解得回代到物理方程中得【5－5】有一直径为D地圆盘，沉没在密度为ρ地液池中，圆盘正好沉于深度为H地池底，用量纲分析法建立液体作用于圆盘面上地总压力P地表达式.【解】利用π定理（1）分析物理现象（2）选取H、g、ρ为基本量，它们地量纲公式为，，其量纲指数地行列式为所以这三个基本物理量地量纲是独立地，可以作为基本量纲.（3）写出5－3＝2个无量纲π项，（4）根据量纲和谐原理，可确定各π项地指数，则，（5）无量纲关系式可写为或总压力【5－6】用一圆管直径为20cm，输送υ=4×10-5m2/s地油品，流量为12 l/s.若在实验室内用5cm直径地圆管作模型实验，假如采用（1）20℃地水，（2）υ=17×106m2/s地空气，则模型流量各为多少时才能满足粘滞力地相似？【解】依题意有Re p＝Re m，或（1）查表可知20℃地水地运动粘度为1.007×10-6m2/s，由此可得（2）若为空气，则【5－7】一长为3m地模型船以2m/s地速度在淡水中拖曳时，测得地阻力为50N，试求（1）若原型船长45m，以多大地速度行驶才能与模型船动力相似.（2）当原型船以上面（1）中求得地速度在海中航行时，所需地拖曳力（海水密度为淡水地1.025倍.该流动雷诺数很大，不需考虑粘滞力相似，仅考虑重力相似.）【解】欲保持重力相似应维持弗劳德数相等，即或（1）所以有（2）由同名力相似可知则有第六章粘性流体动力学基础【6－1】用直径为100mm地管路输送相对密度为0.85地柴油，在温度20℃时，其运动粘度为6.7×10-6m2/s，欲保持层流，问平均流速不能超过多少？最大输送量为多少？【解】预保持层流，Re≤2000即则【6－2】用管路输送相对密度为0.9，粘度为0.045Pa·s地原油，维持平均速度不超过1m/s，若保持在层流地状态下输送，则管径最大不能超过多少？【解】预保持层流，Re≤2000即其中则【6－3】相对密度为0.88地柴油，沿内径100mm地管路输送，流量为1.66 l/s.求临界状态时柴油应有地粘度为若干？【解】根据临界状态时即得【6－4】用直径D=100mm管道，输送流量为10 l/s地水，如水温为5℃.试确定管内水地流态.如果该管输送同样质量流量地石油，已知石油地相对密度ρ=850kg/m3，运动粘滞系数为1.14×10-4m2/s，试确定石油地流态.【解】查表（P9）得水在温度为5℃时地运动粘度为1.519×10-6m2/s.根据已知条件可知故为紊流.因该管输送同样质量流量地石油，其体积流量为则故为层流.【6－5】沿直径为200mm地管道输送润滑油，流量9000kg/h，润滑油地密度ρ=900kg/m3，运动粘度系数冬季为1.1×10-4m2/s，夏季为3.55×10-5m2/s，试判断冬夏两季润滑油在管路中地流动状态.【解】由雷诺数可知冬季为层流.夏季为层流.【6－6】管径400mm，测得层流状态下管轴心处最大速度为4m/s，求断面平均流速？此平均流速相当于半径为若干处地实际流速？【解】由圆管层流速度分布公式平均流速为最大流速地一半，可知平均流速同时可得令可得【6－7】运动粘度为4×10-5m2/s地流体地直径d＝1cm地管径以v=4m/s地速度流动，求每M管长上地沿程损失.【解】由雷诺数流动状态为层流，则【6－8】水管直径d＝250mm长度l＝300m，绝对粗糙度△=0.25mm.设已知流量Q=95 l/s，运动粘度为1×10-6m2/s，求沿程损失.【解】雷诺数相对粗糙度查莫迪图（P120）得【6－9】相对密度0.8地石油以流量50 l/s沿直径为150mm，绝对粗糙度△=0.25mm.地管线流动，石油地运动粘度为1×10-6m2/s，试求每km管线上地压降（设地形平坦，不计高差）.若管线全程长10km，终点比起点高20cm，终点压强为98000Pa，则起点应具备地压头为若干？【解】（1）雷诺数相对粗糙度查莫迪图（P120）得又由得（2）列起点和终点地伯努利方程得【6－10】如图所示，某设备需润滑油地流量为Q =0.4cm 3/s ，油从高位邮箱经d ＝6mm ，l =5m 管道供给.设输油管道终端为大气压，油地运动粘度为1.5×10-4m 2/s ，求沿程损失是多少？油箱液面高h 应为多少？【解】雷诺数流动状态为层流，则列输油管道终端和自由液面地伯努利方程得【6－11】为了测量沿程阻力系数，在直径0.305m 、长200km 地输油管道上进行现场实验.输送地油品为相对密度0.82地煤油.每昼夜输送量为5500t.管道终点地标高为27m,起点地标高为152m.起点压降保持在4.9MPa ，终点压强为0.2MPa.油地运动粘滞系数为 2.5×10-6m 2/s.试根据实验结果计算沿程阻力系数λ值.并将实验结果与按经验公式所计算地结果进行对比.（设绝对粗糙度△=0.15mm ）.【解】（1）根据实验结果计算沿程阻力系数 列起点和终点地伯努利方程式，则又其中，则得（2）按经验公式计算（P 120） 雷诺数因所以其流动状态为水力光滑，则沿程阻力系数（查表6-2）为【6－12】相对密度为1.2、粘度为1.73mPa·s 地盐水，以6.95 l/s 地流量流过内径为0.08m 地铁管，已知其沿程阻力系数λ=0.042.管路中有一90°弯头，其局部阻力系数ζ=0.13.试确定此弯头地局部水头损失及相当长度.【解】（1）由局部水头公式（2）相当长度 令，即，则可得【6－13】图示地给水管路.已知L 1=25m ，L 2=10m ，D 1=0.15m ，D 2=0.125m ，，λ1=0.037，λ2=0.039，闸门开启1/4，其阻力系数ζ=17，流量为15 l/s.试求水池中地水头H .题6－10图【解】列自有液面和出口断面地伯努利方程式其中 故【6－14】图示两水箱由一根钢管连通，管长100m ，管径0.1m.管路上有全开闸阀一个，R /D ＝4.0地90°弯头两个.水温10℃.当液面稳定时，流量为6.5 l/s ，求此时液面差H 为若干？设△=0.15mm.【解】此管路属长管，列两液面地伯努利方程由雷诺数其中10℃时水 相对粗糙度查莫迪图得故【6－15】如图所示有一定位压力水箱，其中封闭水箱液面上地表压强p =0.118MPa ，水由其中流出，并沿着由三个不同直径地管路所组成地管路流到开口容器中.H 1＝1m ，H 2＝3m ，管路截面积A 1＝1.5A 3，A 2＝2A 3，A 3＝0.002m 2.试确定水地流量Q .【解】设第三段管路地速度为v 3，由连续性方程可知v 2=0.5 v 3，v 1=0.67 v 3 四处局部阻力系数依次为列两液面地伯努利方程，因管路较短，仅考虑局部水头，则解得【6－16】图示一管路全长l ＝30m ，管壁粗糙度△=0.5mm ，管径d ＝20cm ，水流断面平均流速v =0.1m/s ，水温为10℃，求沿程水头损失.若管路上装有两个节门（开度均为1/2），一个弯头（90°折管）进口为流线型，求局部水头损失.若流速v =4m/s ，l =300m ，其它条件均不变时，求沿程及局部水头损失.【解】(1)10℃时水地，则因故题6－13图题6－14图题6－15图题6－16图(2)查莫迪图得第七章 压力管路 孔口和管嘴出流【7－1】如图所示为水泵抽水系统，已知l 1=20m ，l 2=268m ，d 1=0.25m ，d 2=0.2m ，ζ1=3，ζ2=0.2，ζ3=0.2，ζ4=0.5，ζ5=1，λ=0.03，流量Q =4×10-3m 3/s.求：（1）水泵所需水头；（2）绘制总水头线.【解】列两自由液面地伯努利方程其中：故 【7－2】用长为50m 地自流管（钢管）将水自水池引至吸水井中，然后用水泵送至水塔.已知泵吸水管地直径为200mm ，长为6m ，泵地排水量为0.064m 3/s ，滤水网地阻力系数ζ1=ζ2=6，弯头阻力系数，自流管和吸水管地阻力系数ζ=0.03.试求：（1）当水池水面与水井水面地高差h 不超过2m 时，自流管地直径D =?；（2）水泵地安装高度H 为2m 时，进口断面A －A 地压力.【解】（1）列两自由液面地能量方程则 （2）列水井自由液面和A -A 断面地伯努利方程，则得【7－3】水箱泄水管，由两段管子串联而成，直径d 1=150mm ，d 2=75mm ，管长l 1=l 2=50m ，△=0.6mm ，水温20℃，出口速度v 2=2m/s ，求水箱水头H ，并绘制水头线图.【解】查表可知， 20℃时水地运动粘度υ=1.007×10-6m 2/s 由出口速度可知各管段雷诺数各管段相对粗糙度题7－2图题7－3图查莫迪图可知 ，列自由液面和出口地波努力方程，则得【7－4】往车间送水地输水管段路由两管段串联而成，第一管段地管径d 1=150mm ，长度L 1=800m ，第二管段地直径d 2=125mm ，长度L 2=600m ，管壁地绝对粗糙度都为△=0.5mm,设压力水塔具有地水头H =20m ，局部阻力忽略不计，求出阀门全开时最大可能流量Q （λ1=0.029，λ2=0.027）.【解】列自有液面和出口断面地伯努利方程又有 可解得则流量【7－5】有一中等直径钢管并联管路，流过地总水量Q =0.08m 3/s ，钢管地直径d 1=150mm ，d 2=200mm ，长度L 1=500m ，L 2=800m.求并联管中地流量Q 1、Q 2及A 、B 两点间地水头损失（设并联管路沿程阻力系数均为λ=0.039）.【解】由并联管路地特点h f 1=h f 2，有其中，又有得 ， 则A 、B 两点间地水头损失 【7－6】有A 、B 两水池，其间用旧钢管连接，如图所示.已知各管长L 1=L 2=L 3=1000m ，直径d 1=d 2=d 3=40cm ，沿程阻力系数均为λ=0.012，两水池高差△z =12.5m ，求A 池流入B 池地流量为多少？【解】这里L 1和L 2管段为并联管段，即两管段起点在同一水平面上，有 列两自由液面地伯努利方程且有 ，得，题7－4图题7－5图Q 2L 2d 2【7－7】 图示水平输液系统（A 、B 、C 、D 在同一水平面上）；终点均通大气，被输液体相对密度δ=0.9，输送量为200t/h.设管径，管长，沿程阻力系数分别如下： L 1=1km ，L 2=L 3=4km ；D 1=200mm ，D 2=D 3=150mm ；λ1=0.025，λ2=λ3=0.030.求：（1）各管流量及沿程水头损失；（2）若泵前真空表读数为450mm 汞柱，则泵地扬程为若干？（按长管计算）.【解】（1）因终点均通大气，故可B -C 和B -D 为并联管路，又因D 2=D 3，则，得（2）列真空表所在断面和C 点所在断面地伯努利方程，按长管计算可忽略速度水头和局部水头，则则有【7－8】有一薄壁圆形孔口，其直径为10mm ，水头为2m ，现测得过流收缩断面地直径d c 为8mm ，在32.8s 时间内，经过孔口流出地水量为0.01m 3.试求该孔口地收缩系数ε、流量系数μ、流速系数φ及孔口局部阻力系数ζ.【解】孔口地收缩系数列自由液面和收缩断面地伯努利方程，则其中，于是从而得其中流速系数，则得流量系数【7－9】如图示一储水罐，在水罐地铅直侧壁有面积相同地两个圆形小孔A 和B ，位于距底部不同地高度上.孔口A 为薄壁孔口，孔口B 为圆边孔口，其水面高度H 0=10m.（此题有误）问：（1）通过A 、B 两孔口地流量相同时，H 1与H 2应成何种关系？D题7－7图 题7－8图题7－9图（2）如果由于腐蚀，使槽壁形成一直径d =0.0015m 地小孔C ，C 距槽底H 3=5m ，求一昼夜通过C 地漏水量.【解】（1）由孔口流量公式由 得（2）设经过一昼夜后液面下降到H （H 为高于H 3地高度），由孔口变水头出流公式，可得则漏水量【7－10】两水箱用一直径d 1=40mm 地薄壁孔连通，下水箱底部又接一直径d 2=30mm 地圆柱形管嘴，长l =100mm ，若上游水深H 1=3m 保持恒定，求流动恒定后地流量和下游水深H 2.【解】此题即为淹没出流和管嘴出流地叠加，当流动恒定后，即淹没出流地流量等于管嘴出流地流量 淹没出流流量公式和管嘴出流流量公式由，即得【7－11】输油钢管直径（外径）为100mm ，（壁厚为4mm ）输送相对密度0.85地原油，输送量为15l/s ，管长为2000m ，如果关死管路阀门地时间为2.2s ，问水击压力为多少？若关死阀门地时间延长为20s ，问水击压力为多少？【解】（1）由因为故（2）因为T M =20>t 0=2.37，故由经验公式【7－12】 相对密度0.856地原油，沿内径305mm ，壁厚10mm 地钢管输送.输量300t/h.钢管弹性系数2.06×1011Pa ；原油弹性系数1.32×109Pa.试计算原油中地声速和最大水击压力.【解】（1）原油中地声速最大水击压力。
工程流体力学简答题
1.什么是黏性？当温度变化时，黏性如何变化？为什么？当流体内部存在相对运动时.流体内产生内摩擦力阻碍相对运动的属性。
气体的粘性随温度的升高而升高；液体的粘性随温度的升高而降低。
分子间的引力是形成液体粘性的主要原因。
温度的升高.分子间距离增大.引力减小。
分子作混乱运动时不同流层间动量交换是形成气体粘性的主要原因。
温度的升高.混乱运动强烈.动量交换频繁.气体粘度越大2.解释：牛顿流体、理想流体牛顿流体：切应力与速度梯度成正比的流体理想流体：没有粘性的流体3.流体静压强的两的特性是什么？流体静压强的方向是作用面内法线方向.即垂直指向作用面。
流体静压强的大小与作用面方位无关.是点坐标的函数5 .分别画出下图中曲面A 、B 、C 对应的压力体（6分）6 .写出不可压缩粘性流体总流的能量方程式.并说明 各项的物理意义和应用条件。
a v 2 p a v 2 p , 1 1 + —1 + Z - 2 2 + T- + Z + h 2g P g 1 2g p g 2 上单位重量流体的动能 2g 能断面间流动损失P 单位重量流体的压P gz 单位重量流体的位能 h 单位重量流体的两4、画出下列曲面对应的压力体。
（4分）★▽不可压缩粘性流体在重力场中定常流动.沿流向任两缓变流过流断面7.什么是流线？它有那些基本特性？流场中某一瞬时一系列流体质点的流动方向线。
一般流线是一条光滑曲线、不能相交和转折定常流动中.流线与迹线重合。
8.解释：定常流动、层流流动、二元流动。
定常流动：运动要素不随时间改变层流流动：流体分层流动.层与层之间互不混合。
二元流动：运动要素是两个坐标的函数。
9.解释：流线、迹线流线：流场中某一瞬时.一系列流体质点的平均流动方向线。
曲线上任意一点的切线方向与该点速度方向一致。
迹线：流场中一时间段内某流体质点的运动轨迹。
10.描述流动运动有哪两种方法.它们的区别是什么？欧拉法.以流体空间点为研究对象拉格朗日法：以流体质点为研究对象11.什么是量纲？流体力学中的基本量纲有哪些？写出压强、加速度的量纲。
流体力学简答题(知识要点)
流体力学简答题（知识要点）为什么圆管进口段靠近管壁的流速逐渐减小？而中心点的流速是逐渐增大的？进口附近断面上的流速分布较均匀，流速梯度主要表现在管壁处，故近壁处切应力很大，流动所受的阻力也很大，至使流速渐减。
管中心处流速梯度很小，t小，阻力很小，使流速增大。
直至形成一定的流速梯度及切应力，使各部分流体的能耗与能量补充平衡。
紊流研究中为什么要引入时均概念？紊流时，恒定流与非恒定流如何定义？把紊流运动要素时均化后，紊流运动就简化为没有脉动的时均流动，可对时均流动和脉冲分别加以研究。
紊流中只要时均化的要素不随时间变化而变化的流动，就称恒定流。
紊流的切应力有哪两种形式？它们各与哪些因素有关？各主要作用在哪些部位？粘性切应力主要与流体粘度和液层间的密度梯度有关。
主要在近壁处。
附加切应力主要与流体的脉动程度和流体的密度有关，主要作用在紊流核心出脉动程度较大地方。
紊流中为什么存在粘性底层？其厚度与哪些因素有关？其厚度对紊流分析有何意义？紊流时断面上流层的分区和流态分区有何区别？粘性底层，紊流核心：粘性、流速分布与梯度;层流、紊流：雷诺数紊流为什么存在粘性底层？其厚度与哪些因素有关，其厚度对紊流分析有何意义？在近壁处，因液体质点受到壁面的限制，不能产生横向运动，没有混掺现象，流速梯度du/dy很大，粘滞切应力t仍然起主要作用。
粘性底层很薄，但对能量损失很大。
圆管紊流的流速如何分布？粘性底层：线性分布，紊流核心处：对数或指数管径突变的管道，当其他条件相同时，若改变流向，在突变处所产生的局部水头损失是否相等？为什么？不等，固体边界不同，如突扩与突缩局部阻力系数与哪些因素有关？选用时应该注意什么？固体边界的突变情况、流速；局部阻力系数应与所选取的流速相对应。
如何减小局部水头损失？让固体边界趋于流线型边界层内是否一定是层流？影响边界层内流态的主要因素有哪些？否，有层流、紊流边界层；粘性、流速、距离边界层分离是如何形成的？如何减小尾流的区域？因压强沿流动方向增高，以及阻力的存在，使得边界层内动量减小，形成边界层的分离。
流体力学名词解释和简答题
名词解释和问答题一、绪论1．连续介质假设：把流体当作是由密集质点构成的、内部无空隙的连续体来研究，这就 是连续介质假设。
或 连续介质：由密集质点构成的、内部无空隙的连续体。
（2009年1月）（2004年10月）2．表面力：通过直接接触作用在所取流体表面上的力。
（2008年10月）3．质量力：作用在流体内每个质点上，大小与流体质点质量成正比的力。
（2006年10月）4. 粘性：是流体在运动过程中抵抗剪切变形的能力，是产生机械能损失的根源。
或粘性是流体的内摩擦特性。
或相邻流层在发生相对运动时产生内摩擦力的性质。
（2009年10月）（2005年1月）（2001年10月）5．理想流体：指无粘性，动力粘度0=μ或运动粘度0=ν的流体。
（2003年10月）6.不可压缩流体：流体的每个质点在运动全过程中，密度不变化的流体。
（2010年10月）（1）什么是理想流体？为什么要引入理想流体的概念？（2）试从力学分析的角度，比较流体与固体对外力抵抗能力的差别。
二、流体静力学1．真空度：指绝对压强不足当地大气压的差值，即相对压强的负值。
（2006年10月）（2004年1月）（2002年10月）2．相对压强：以当地大气压为基准起算的压强。
（2007年10月）（2006年1月）（2005年10月）3．绝对压强：以没有气体分子存在的完全真空为基准起算的压强。
4．测压管水头：g pz ρ+称为测压管水头，是单位重量流体具有的总势能。
或，位置高度(或位置水头)与测压管高度(压强水头)之和。
（2008年1月）（2005年1月）5．帕斯卡原理：在平衡状态下，液体任一点压强的变化将等值地传到其他各点。
6．等压面：流体中压强相等的空间点构成的面(平面或曲面)。
7．阿基米德原理：液体作用于潜体（或浮体）上的总压力，只有铅垂向上的浮力，大小等于所排的液体重量，作用线通过潜体的几何中心。
（2007年1月）（1）简述静止流体中应力的特性。
（2）何为压力体？压力体的作用是什么？如何确定压力体？（3）试述液体静力学基本方程C gp z =+ρ及其各项的物理和几何意义？ 三、流体动力学1．流线：表示某时刻流动方向的曲线，曲线上各质点的速度矢量都与该曲线相切。
项目工程流体力学简答题
1. 什么是黏性?当温度变化时, 黏性如何变化?为什么？当流体内部存在相对运动时，流体内产生内摩擦力阻碍相对运动的属性。
气体的粘性随温度的升高而升高；液体的粘性随温度的升高而降低。
分子间的引力是形成液体粘性的主要原因。
温度的升高，分子间距离增大，引力减小。
分子作混乱运动时不同流层间动量交换是形成气体粘性的主要原因。
温度的升高，混乱运动强烈，动量交换频繁，气体粘度越大2. 解释：牛顿流体、理想流体牛顿流体：切应力与速度梯度成正比的流体理想流体：没有粘性的流体3.流体静压强的两的特性是什么？流体静压强的方向是作用面内法线方向，即垂直指向作用面。
流体静压强的大小与作用面方位无关，是点坐标的函数4、画出下列曲面对应的压力体。
（4分）★5. 分别画出下图中曲面A 、B 、C 对应的压力体（6分）6.写出不可压缩粘性流体总流的能量方程式，并说明各项的物理意义和应用条件。
w h z gp a z g p a +++=++22222112112g v 2g v ρρ 2gv 2a 单位重量流体的动能 g p ρ单位重量流体的压能 z 单位重量流体的位能 w h 单位重量流体的两断面间流动损失不可压缩粘性流体在重力场中定常流动，沿流向任两缓变流过流断面7. 什么是流线？它有那些基本特性？流场中某一瞬时一系列流体质点的流动方向线。
一般流线是一条光滑曲线、不能相交和转折定常流动中，流线与迹线重合。
8.解释：定常流动、层流流动、二元流动。
定常流动：运动要素不随时间改变层流流动：流体分层流动，层与层之间互不混合。
二元流动：运动要素是两个坐标的函数。
9.解释：流线、迹线流线：流场中某一瞬时，一系列流体质点的平均流动方向线。
曲线上任意一点的切线方向与该点速度方向一致。
迹线：流场中一时间段内某流体质点的运动轨迹。
10. 描述流动运动有哪两种方法，它们的区别是什么？欧拉法，以流体空间点为研究对象拉格朗日法：以流体质点为研究对象11. 什么是量纲？流体力学中的基本量纲有哪些？写出压强、加速度的量纲。
工程流体力学名词解释和简答题_大全
一、名词解释1．理想流体：实际的流体都是有粘性的，没有粘性的假想流体称为理想流体。
2．水力光滑与水力粗糙管：流体在管内作紊流流动时（1分），用符号△表示管壁绝对粗糙度，δ0表示粘性底层的厚度，则当δ0＞△时，叫此时的管路为水力光滑管；（2分）当δ0＜△时，叫此时的管路为水力粗糙管。
（2分）3．边界层厚度：物体壁面附近存在大的速度梯度的薄层称为边界层；（2分）通常，取壁面到沿壁面外法线上速度达到势流区速度的99％处的距离作为边界层的厚度，以δ表示。
（3分）1、雷诺数：是反应流体流动状态的数，雷诺数的大小反应了流体流动时，流体质点惯性力和粘性力的对比关系。
2、流线：流场中，在某一时刻，给点的切线方向与通过该点的流体质点的刘速方向重合的空间曲线称为流线。
3、压力体：压力体是指三个面所封闭的流体体积，即底面是受压曲面，顶面是受压曲面边界线封闭的面积在自由面或者其延长面上的投影面，中间是通过受压曲面边界线所作的铅直投影面。
4、牛顿流体：把在作剪切运动时满足牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体。
5、欧拉法：研究流体力学的一种方法，是指通过描述物理量在空间的分布来研究流体运动的方法。
6、拉格朗日法：通过描述每一质点的运动达到了解流体运动的方法称为拉格朗日法。
7、湿周：过流断面上流体与固体壁面接触的周界称为湿周。
8、恒定流动：流场中，流体流速及由流速决定的压强、粘性力、惯性力等也不随时间变化的流动。
10、卡门涡街：当流体经绕流物体时，在绕流物后面发生附面层分离，形成旋涡，并交替释放出来，这种交替排列、有规则的旋涡组合称为卡门涡街。
1、自由紊流射流：当气体自孔口、管嘴或条缝以紊流的形式向自由空间喷射时，形成的流动即为自由紊流射流。
12、流场：充满流体的空间。
3、无旋流动：流动微团的旋转角速度为零的流动。
15、有旋流动：运动流体微团的旋转角速度不全为零的流动。
6、自由射流：气体自孔口或条缝向无限空间喷射所形成的流动。
17、浓差或温差射流：射流介质本身浓度或温度与周围气体浓度或温度有差异所引起的射流。
工程流体力学复习重点概念
学习必备 欢迎下载三、简答题1、 稳定流动与不稳定流动。
--- 在流场中流体质点通过空间点时所有的运动要素都不 随时间改变， 这种流动称为稳定流； 反之，通过空间点处得流体质点运动要素的全部或部分要素随时间改变，这种流动叫不稳定流。
2、 产生流动阻力的原因。
---外因：水力半径的大小；管路长度的大小；管壁粗糙度的大小。
内因：流体流动中永远存在质点的摩擦和撞击现象，质点摩擦所表现的粘性，以及质点发生撞击引起运动速度变化表现的惯性，才是流动阻力产生的根本原因。
3、 串联管路的水力特性。
--- 串联管路无中途分流和合流时，流量相等，阻力叠加。
串联管路总水头损失等于串联各管段的水头损失之和， 后一管段的流量等于前一管段流量减去前管段末端泄出的流量。
4、 如何区分水力光滑管和水力粗糙管，两者是否固定不变？ --- 不是固定不变的。
通过层流边层厚度与管壁粗糙度值的大小进行比较。
水力光滑管；水力粗糙管。
5、 静压强的两个特性。
---1. 静压强的方向是垂直受压面，并指向受压面。
2. 任一点静压强的大小和受压面方向无关，或者说任一点各方向的静压强均相等。
6、 连续介质假设的内容。
---即认为真实的流体和固体可以近似看作连续的，充满全空间的介质组成， 物质的宏观性质依然受牛顿力学 的支配。
这一假设忽略物质的具体微观结构，而用一组 偏微分方程 来表达宏观物理量（如质量，数度，压力等） 。
这些方程包括描述介质性质的方程和基本的物理定律，如质量守恒定律 ，动量守恒定律 等。
p 1a 1v 12 p 227、 实际流体总流的伯诺利方程表达式为（z 1a 2 v 2z 2），h 1 22g2g其适用条件是稳定流， 不可压缩流体， 作用于流体上的质量力只有重力， 所取断面为缓变流动。
8、 因次分析方法的基本原理。
--- 就是因次和谐的原理，根据物理方程式中各个项的因次必须相同，将描述复杂物理现象的各个物理量组合而成无因次数群π，从而使变量减少。
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工程流体力学简答
1.流体的粘性
①什么是粘性？
当流体在外力作用下，流体微元间出现相对运动时，随之产生阻碍流体层相对运动的内摩擦力，流体产生内摩擦力的这种性质称为粘性。
②粘性力（粘性内摩擦力）产生的原因？
这种阻力是由分子间的相互吸引力和分子不规则运动的动量交换产生的阻力组合而成。
（a）分子间吸引力产生的阻力：当相邻两液体层有相对运动时，会引起相邻分子间距的加大。
这种间距的加大会使分子间吸引力明显表现出来，即快速运动的分子层拖动慢速的分子层使其加快运动，而慢速运动的分子层反过来阻滞快速层的运动，这种相互作用的宏观表现为粘性力。
（b）分子不规则运动的动量交换产生的阻力：当流体定向或不定向流动时，由于分子的不规则运动，分子在层与层间有跳跃迁移，这种跳跃迁移将导致动量交换。
快速层与慢速层的分子相互跃迁进行动量交换，而动量交换的结果将使彼此相互牵制，宏观表现就是粘性力。
③液体与气体粘性力产生的主要因素？
液体：低速流动时，不规则运动弱，主要取决于分子间的吸引力;
高速流动时，不规则运动增强，变为不规则运动的动量交换引起。
气体：主要取决于分子不规则运动的动量交换。
④压强和温度对流体粘性的影响？
压强：由于压强变化对分子动量交换影响小，所以气体的粘度随压强变化很小。
而压强加大
使分子间距减小，故压强对液体粘性的影响较大。
但低压下压强对液体粘度影响很小。
温度：对于液体，温度升高，分子间距增大，粘度将显著减小；
对于气体，温度升高，分子不规则运动加剧，粘度增大。
2.流体静压强的两个重要特征？
（1）流体静压强的方向沿作用面的内法线方向。
（2）流体静压强的数值与作用面在空间的方位无关，即在任一点的压强不论来自何方均相等。
3.等压面的三个特性
一．等压面就是等势面。
二．在平衡的流体中，通过每一质点的等压面必与该点所受质量力垂直。
三．两互不相混的液体，当他们处于平衡状态时，其分界面必为等压面。
4.拉格朗日法与欧拉法区别？
拉格朗日法研究流场中每一个流体质点的运动，分析运动参数随时间的变化规律，然后综合所有的流体质点，得到整个流场的运动规律。
这个方法可以了解每个流体质点的运动规律。
欧拉法研究某瞬时整个流场内位于不同位置上的流体质点的运动参数，然后综合所有空间点，用以描述整个流场的运动。
这个方法可以了解整个流场各空间点的状态。
因此，拉格朗日法描述着眼点在于流体质点，将运动参数看作随坐标与时间的函数；欧拉法描述着眼点在于空间点，将运动参数看作空间坐标和时间的函数，但两者都是描述流体质点的运动参数。
5.流线的性质
（1）在恒定流动中，流体与迹线是同一条曲线，彼此重合。
（2）流线不能彼此相交。
（3）流线不能突然转折，只能平缓过渡。
6.伯努利积分 C ρg
p -g v U-=22 假设限制条件：
（1）理想流体.
（2）流体不可压缩.
（3）恒定流动.
（4）作用于流体上的质量力仅有重力.
（5）对有旋运动，仅适用于同一流线；对无旋运动，整个流场都适合.
7.伯努利方程的意义 C g
v ρg p z =++22 （1）几何意义
方程每一项的量纲与长度相同，它表示单位重力流体具有的水头。
①Z 是位置水头，表示所研究点相对于某一基准面的几何高度。
②ρg
p 是压强水头，表示所研究点处压强大小的高度，具有长度量纲。
③g
v 22是速度水头，表示所研究点处速度大小的高度，具有长度量纲。
④g v ρg p z 22
++是总水头。
因此，方程表明对重力作用下的理想流体恒定运动，总水头是一常数。
如果流动无旋，则c 对流场中各点都相等。
连接所有三项之和的各点为一相对某一基准面的水平面。
如果流体有旋，则沿同一条流线上的三项之和连线为一水平线，不同的流线上各点具有不同的水力高度。
（2）能量意义
方程每一项表示单位重力流体具有的能量。
①Z 表示单位重力流体对某一基准面的位置势能。
②ρg
p 是压力位能，表示单位重力流体具有的压力能。
③g
v 22表示单位重力流体具有的动能。
④ρg
p z +表示单位重力流体具有的总位能。
⑤g v ρg p z 22
++是总机械能。
因此，方程表示单位重力流体的总机械能是一常数。
对于有旋流动，同一条流线上总机械能相同，不同流线则不同；对于无旋流动，流场中各点都相等。
8.亥姆霍兹三定理
第一定理：在同一瞬时沿涡管长度，漩涡强度保持不变。
第二定理：在有势质量力作用下的正压理想流体中，涡管永远保持相同的流体质点而不
被破坏。
第三定理：在有势质量力作用下的正压理想流体中，涡管的漩涡强度不随时间变化。
9.缓变流动的两个特征？
（1）流线之间夹角很小，几乎是平行的。
（2）流线具有很大的曲率半径，因此作缓变流动时流体的向心加速度r w 2很小，即流体只有不大的离心惯性力，可以认为质量力只有重力作用。
推导： 设缓变流动方向与x 轴重合，于是v v x =，0==v v z y 则有
010112=∂∂-=∂∂-=∇+∂∂-z
p ρf z y
p ρf y dt dv v υx p ρf x x x 由此可知，oyz 平面各点压强遵循重力作用下静力学的分布规律，即缓变流动过流断面上流动压强分布为： p z c g
ρ+=
不同过流断面c 不同。
10.自模化
当实验Re<Re c 时，流动为层流，这时模型与实物管路中的断面上的流速分布彼此相似，与Re 无关，称这种现象为“自模性”；Re>Re c 时，流动为紊流。
随着Re 增大，流速分布变化较大：当Re 大于某一值时，管道中流速分布相似，不在与Re 有关，这时流动又处于自模化状态。
当实物与模型都处于同一自模化区时，模型Re 不必与实物Re 相等。
11.雷诺实验
1-水箱 2-玻璃管 3-阀门 4-量筒 5-有颜色水瓶
6-阀门 7-溢流板
（1）阀门3微开，水以低速流过玻璃管2，打开阀门6，有色液体流入玻璃管，观察到的颜色水线为稳定的细直线。
此时为层流。
（2）缓慢开大阀门3，增加管内的水流速度，可以看到，在一定的范围内仍保持层流运动状态。
当速度增加到某一数值时，颜色水线出现波纹，而且局部地方出现中断现象。
（3）继续开大阀门3增加流速；或者同时用某种干扰来振动玻璃管，颜色水线迅速加大波动和断裂，随后颜色水完全掺混到水流中。
（4）逐渐关闭阀门3时，管中流体又从紊流逐渐变为层流。
流态的判别：
管中的流动状态可分为三种：层流、过渡状态和紊流。
而流动状态的判别可以根据雷诺数确定。
对应
于上、下临界速度有
'
'
Re cr
cr
dv
υ
=
，Re cr
cr
dv
υ
=，对于任一平均速度有Re
vd
υ
=，因此有Re Re cr
<为层流
'
Re Re Re
cr cr
<<为过渡状态
'
Re Re cr
>为紊流
12.为什么Re可以判断状态？
对于过流断面几何相似的流动，不论选用何种液体，也不论过流断面的几何尺寸大小如何变化，其临界雷诺数Re cr始终保持为一个常数。
实质上，雷诺数就是由力学相似流动导出的相似准数。
因此，对于几何相似的液流，可以用对各种尺寸的过流断面和各种不同流体计算对应于不同速度下的雷诺数，与临界雷诺数相比较，由此判定其流动状态。
13.尼古拉兹曲线
I区，为层流区，Re<2320。
在这一区域，损失因素λ与管内相对粗糙度∆无关，只与Re有关。
II区，为过渡区，2320<Re<4000。
这一区域层流向紊流过渡。