流体力学实验思考题解答全
流体力学实验-参考答案
流体力学实验思考题参考答案流体力学实验室静水压强实验1．同一静止液体内的测压管水头线是根什么线 测压管水头指p z +，即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。
测压管水头线指测压管液面的连线。
实验直接观察可知，同一静止液面内的测压管水头线是一根水平线。
2．当0〈B p 时，试根据记录数据，确定水箱内的真空区域。
0〈B p ，相应容器的真空区域包括以下三个部分：（1）过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占区域，均为真空区域。
（2）同理，过箱顶小不杯的液面作一水平面，测压管4中，该平面以上的水体亦为真空区域。
（3）在测压管5中，自水面向下深度某一段水柱亦为真空区域。
这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等。
3．若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定0γ。
最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度h 和0h ，由式00h h w w γγ= ，从而求得0γ。
4．如测压管太细，对于测压管液面的读数将有何影响设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细高度由下式计算γθσd h cos 4= 式中，σ为表面张力系数；γ为液体容量；d 为测压管的内径；h 为毛细升高。
常温的水，m N 073.0=σ，30098.0m N =γ。
水与玻璃的浸润角θ很小，可以认为0.1cos =θ。
于是有 d h 7.29= （h 、d 均以mm 计）一般来说，当玻璃测压管的内径大于10mm 时，毛细影响可略而不计。
另外，当水质不洁时，σ减小，毛细高度亦较净水小；当采用有机下班玻璃作测压管时，浸润角θ较大，其h较普通玻璃管小。
如果用同一根测压管测量液体相对压差值，则毛细现象无任何影响。
因为测量高、低压强时均有毛细现象，但在计算压差时，互相抵消了。
流体力学实验思考题解答(全)
流体力学课程实验思考题解答（一）流体静力学实验1、 同一静止液体内的测压管水头线是根什么线？ 答：测压管水头指γpZ +，即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。
测压管水头线指测压管液面的连线。
从表1.1的实测数据或实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。
2、 当0<B p 时，试根据记录数据确定水箱的真空区域。
答：以当00<p 时，第2次B 点量测数据（表1.1）为例，此时06.0<-=cm p Bγ，相应容器的真空区域包括以下3三部分：（1）过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域，均为真空区域。
（2）同理，过箱顶小杯的液面作一水平面，测压管4中该平面以上的水体亦为真空区域。
（3）在测压管5中，自水面向下深度为0∇-∇=H A P γ的一段水注亦为真空区。
这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等，均为0∇-∇=H AP γ。
3、 若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定0γ。
答：最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度w h 和o h ，由式o o w w h h γγ=，从而求得o γ。
4、 如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响？答：设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细高度由下式计算γθσd h cos 4= 式中，σ为表面张力系数；γ为液体的容重；d 为测压管的内径；h 为毛细升高。
常温（C t ︒=20）的水，mm dyn /28.7=σ或m N /073.0=σ，3/98.0mm dyn =γ。
水与玻璃的浸润角θ很小，可认为0.1cos =θ。
于是有 dh 7.29= ()mm d h 单位均为、 一般说来，当玻璃测压管的内径大于10mm 时，毛细影响可略而不计。
流体力学实验思考题解答
流体力学实验思考题解答（一）流体静力学实验1、 同一静止液体内的测压管水头线是根什么线？ 答：测压管水头指γpZ +，即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。
测压管水头线指测压管液面的连线。
从表1.1的实测数据或实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。
2、 当0<B p 时，试根据记录数据确定水箱的真空区域。
答：以当00<p 时，第2次B 点量测数据（表1.1）为例，此时06.0<-=cm p Bγ，相应容器的真空区域包括以下3三部分：（1）过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域，均为真空区域。
（2）同理，过箱顶小杯的液面作一水平面，测压管4中该平面以上的水体亦为真空区域。
（3）在测压管5中，自水面向下深度为0∇-∇=H AP γ的一段水注亦为真空区。
这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等，均为0∇-∇=H AP γ。
3、 若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定0γ。
答：最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度w h 和o h ，由式o o w w h h γγ=，从而求得o γ。
4、 如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响？答：设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细高度由下式计算γθσd h cos 4=式中，σ为表面张力系数；γ为液体的容重；d 为测压管的内径；h 为毛细升高。
常温（C t ︒=20）的水，mm dyn /28.7=σ或m N /073.0=σ，3/98.0mm dyn =γ。
水与玻璃的浸润角θ很小，可认为0.1cos =θ。
于是有dh 7.29=()mm d h 单位均为、 一般说来，当玻璃测压管的内径大于10mm 时，毛细影响可略而不计。
杜广生工程流体力学思考题答案
牛顿流体作用在流体上的切向应力与它所引起的角变形速度之间的关系符合牛顿内摩擦定律的流体，1-2:什么是连续介质模型？为什么要建立？1）将流体作为由无穷多稠密、没有间隙的流体质点构成的连续介质，于是可将流体视为在时间和空间连续分布的函数。
2）①可以不考虑流体复杂的微观粒子运动，只考虑在外力作用下的微观运动；②可以用连续函数的解析方法等数学工具去研究流体的平衡和运动规律。
1-3：流体密度、相对密度概念，它们之间的关系？1）密度：单位体内流体所具有的质量，表征流体的质量在空间的密集程度。
相对密度：在标准大气压下流体的密度与4℃时纯水的密度的比值。
关系：d＝f w1-4：什么是流体的压缩性和膨胀性？1）压缩性：在一定的温度下，单位压强增量引起的体积变化率定义为流体的压缩性系数，其值越大，流体越容易压缩，反之，不容易压缩。
2）膨胀性：当压强一定时，流体温度变化体积改变的性质称为流体的膨胀性1-5：举例说明怎样确定流体是可压缩还是不可压缩的？气体和液体都是可压缩的，通常将气体时为可压缩流体，液体视为不可压缩流体。
水下爆炸：水也要时为可压缩流体；当气体流速比较低时也可以视为不可压缩流体。
1-6：什么是流体的黏性？静止流体是否有黏性？1）流体流动时产生内摩擦力的性质程为流体的黏性2）黏性是流体的本身属性，永远存在。
3）形成黏性的原因：1流体分子间的引力， 2流体分子间的热运动1-7：作用在流体上的力有哪些？质量力、表面力。
表面张力，是液体表面层由于分子引力不均衡而产生的沿表面作用于任一界线上的张力毛细现象：由于内聚力和附着力的差别使得微小间隙的液面上升和下降的现象。
上升和下降的高度与流体的种类，管子的材料、液体接触的气体种类和温度有关2-1:流体静压强有哪些特性？1）特性一：流体静压强的作用方向沿作用面的内法线方向特性二：静压强与作用面在空间的方位无关，只是坐标点的连续可微函数2-2：流体平衡微分方程的物理意义是什么？在静止流体内的任一点上，作用在单位质量流体上的质量力与静压强的合力相平衡2-3：什么是等压面？等压面的方程是什么？有什么重要性质？1）在流体中压强相等的点组成的面。
流体力学实验-参考答案
设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造 成测量误差，毛细高度由下式计算 式中，为表面张力系数；为液体容量；为测压管的内径；为毛细升高。 常温的水，，。水与玻璃的浸润角很小，可以认为。于是有
从流动仪可见，突扩段的漩涡主要发生在突扩断面以后，而且与扩 大系数有关，扩大系数越大，漩涡区也越大，损失也越大，所以产生突 扩局部阻力损失的主要部位在突扩断面的后部。而突缩段的漩涡在收缩 断面均有。突缩前仅在死角区有小漩涡，且强度较小，而突缩的后部产 生了紊动度较大的漩涡环区。可见产生突缩水头损失的主要部位是在突 缩断面后。
因为计算流量是在不考虑水头损失情况下，即按理想液体推导的， 而实际流体存在粘性必引起阻力损失，从而减小过流能力，，即 〈1.0。 3．文丘里流量计能否倾斜安装，为什么？ 如图所示
根据流体静力学方程 得 则
由图可知 式中，、、、分别为各测压管的液面读数。
因此，无论文丘里流量计是否倾斜安装，对测压管读数都不影 响。 4．文丘里管喉颈处容易产生真空，允许最大真空度为6-7mH2O。工程 中应用文丘里管时，应检验其最大真空度是否在允许范围内。根据你 的实验成果，分析本实验文丘里管喉颈处最大真空值为多少？
，相应容器的真空区域包括以下三个部分： （1）过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2 及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以 上由密封的水、气所占区域，均为真空区域。 （2）同理，过箱顶小不杯的液面作一水平面，测压管4中，该平面 以上的水体亦为真空区域。
（3）在测压管5中，自水面向下深度某一段水柱亦为真空区域。这 段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4液面高于 小水杯液面高度相等。 3．若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定。
流体力学的一些思考题(含答案)[1]
![流体力学的一些思考题(含答案)[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/54c0fa9fa300a6c30d229f29.png)
思考题1.雷诺数与哪些因数有关？其物理意义是什么？当管道流量一定时，随管径的加大，雷诺数是增大还是减小？雷诺数与流体的粘度、流速及水流的边界形状有关。
Re=惯性力/粘滞力,随d 增大，Re减小。
2.为什么用下临界雷诺数，而不用上临界雷诺数作为层流与紊流的判别准则？答：上临界雷诺数不稳定，而下临界雷诺数较稳定，只与水流的过水断面形状有关。
3.当管流的直径由小变大时，其下临界雷诺数如何变化？答：不变，临界雷诺数只取决于水流边界形状，即水流的过水断面形状。
1.圆管层流的切应力、流速如何分布？答：直线分布，管轴处为0，圆管壁面上达最大值；旋转抛物面分布，管轴处为最大，圆管壁面处为0。
2.如何计算圆管层流的沿程阻力系数？该式对于圆管的进口段是否适用？为什么？答：否；非旋转抛物线分布3.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？答：连续性的条件的要求：流量前后相等（流量的定义）1.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，可对时均流动和脉动分别加以研究。
紊流中只要时均化的要素不随时间变化而变化的流动，就称为恒定流。
2.瞬时流速、脉动流速、时均流速和断面平均流速的定义及其相关关系怎样？瞬时流速u，为流体通过某空间点的实际流速，在紊流状态下随时间脉动；时均流速，为某一空间点的瞬时流速在时段T内的时间平均值；；脉动流速，为瞬时流速和时均流速的差值，；断面平均流速v，为过水断面上各点的流速（紊流是时均流速）的断面平均值，。
3.紊流时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速度梯度有关。
主要作用在近壁处。
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处脉动程度较大地方。
4.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？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d u/d y 很大，粘滞切应力τ=μd u/d y仍然起主要作用。
北航流体力学实验报告思考题全解答(雷诺实验、不可压缩流体定常流动量定律实验、能量方程实验)
【北航流体力学实验报告思考题全解答】（雷诺实验、不可压缩流体定常流动量定律实验、不可压缩流体定常流动能量方程实验）BUAA搜集不可压缩流体恒定流能量方程实验1.测压管水头线和总水头线的变化趋势有何不同为什么测压管水头线（P-P）沿程可升可降，线坡JP可正可负。
而总水头线（E-E）沿程只降不升，线坡J 恒为正，即J>0。
这是因为水在流动过程中，依据一定边界条件，动能和势能可相互转换。
测点5至测点7，管收缩，部分势能转换成动能，测压管水头线降低，Jp>0。
测点7至测点9，管渐扩，部分动能又转换成势能，测压管水头线升高，JP <0。
而据能量方程E1=E2+hw1-2, hw1-2为损失能量，是不可逆的，即恒有hw1-2>0，故E2恒小于E1，（E-E）线不可能回升。
(E-E) 线下降的坡度越大，即J越大，表明单位流程上的水头损失越大，如图的渐扩段和阀门等处，表明有较大的局部水头损失存在。
2.流量增加，测压管水头线有何变化为什么有如下二个变化：（1）流量增加，测压管水头线（P-P）总降落趋势更显著。
这是因为测压管水头，任一断面起始时的总水头E及管道过流断面面积A为定值时，Q增大，就增大，则必减小。
而且随流量的增加阻力损失亦增大，管道任一过水断面上的总水头E相应减小，故的减小更加显著。
（2）测压管水头线（P-P）的起落变化更为显著。
因为对于两个不同直径的相应过水断面有式中为两个断面之间的损失系数。
管中水流为紊流时，接近于常数，又管道断面为定值，故Q增大，H亦增大，（P-P）线的起落变化就更为显著。
3.测点2、3和测点10、11的测压管读数分别说明了什么问题测点2、3位于均匀流断面（图），测点高差，H=均为（偶有毛细影响相差），表明均匀流同断P面上，其动水压强按静水压强规律分布。
测点10、11在弯管的急变流断面上，测压管水头差为，表明急变流断面上离心惯性力对测压管水头影响很大。
由于能量方程推导时的限制条件之一是“质量力只有重力”，而在急变流断面上其质量力，除重力外，尚有离心惯性力，故急变流断面不能选作能量方程的计算断面。
流体力学实验-参考答案
流体力学实验思考题参考答案流体力学实验室静水压强实验1．同一静止液体内的测压管水头线是根什么线 测压管水头指p z +，即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。
测压管水头线指测压管液面的连线。
实验直接观察可知，同一静止液面内的测压管水头线是一根水平线。
2．当0〈B p 时，试根据记录数据，确定水箱内的真空区域。
0〈B p ，相应容器的真空区域包括以下三个部分：（1）过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占区域，均为真空区域。
（2）同理，过箱顶小不杯的液面作一水平面，测压管4中，该平面以上的水体亦为真空区域。
（3）在测压管5中，自水面向下深度某一段水柱亦为真空区域。
这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等。
3．若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定0γ。
最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度h 和0h ，由式00h h w w γγ= ，从而求得0γ。
4．如测压管太细，对于测压管液面的读数将有何影响设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细高度由下式计算γθσd h cos 4= 式中，σ为表面张力系数；γ为液体容量；d 为测压管的内径；h 为毛细升高。
常温的水，m N 073.0=σ，30098.0m N =γ。
水与玻璃的浸润角θ很小，可以认为0.1cos =θ。
于是有 d h 7.29= （h 、d 均以mm 计）一般来说，当玻璃测压管的内径大于10mm 时，毛细影响可略而不计。
另外，当水质不洁时，σ减小，毛细高度亦较净水小；当采用有机下班玻璃作测压管时，浸润角θ较大，其h 较普通玻璃管小。
如果用同一根测压管测量液体相对压差值，则毛细现象无任何影响。
因为测量高、低压强时均有毛细现象，但在计算压差时，互相抵消了。
流体实验答案
流体力学实验思考题解答（一）流体静力学实验1、 当0<B p 时，试根据记录数据确定水箱的真空区域。
答：以当00<p 时，第2次B 点量测数据（表1.1）为例，此时06.0<-=cm p Bγ，相应容器的真空区域包括以下3三部分：（1）过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域，均为真空区域。
（2）同理，过箱顶小杯的液面作一水平面，测压管4中该平面以上的水体亦为真空区域。
（3）在测压管5中，自水面向下深度为0∇-∇=H A P γ的一段水注亦为真空区。
这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等，均为0∇-∇=H A P γ。
2、 若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定0γ。
答：最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度w h 和o h ，由式o o w w h h γγ=，从而求得o γ。
3、 如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响？答：设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细高度由下式计算γθσd h cos 4= 式中，σ为表面张力系数；γ为液体的容重；d 为测压管的内径；h 为毛细升高。
常温（C t ︒=20）的水，mm dyn /28.7=σ或m N /073.0=σ，3/98.0mm dyn =γ。
水与玻璃的浸润角θ很小，可认为0.1cos =θ。
于是有 dh 7.29= ()mm d h 单位均为、 一般说来，当玻璃测压管的内径大于10mm 时，毛细影响可略而不计。
另外，当水质不洁时，σ减小，毛细高度亦较净水小；当采用有机玻璃作测压管时，浸润角θ较大，其h 较普通玻璃管小。
如果用同一根测压管测量液体相对压差值，则毛细现象无任何影响。
北航流体力学实验报告思考题全解答
【北航流体力学实验报告思考题全解答】（雷诺实验、不可压缩流体定常流动量定律实验、不可压缩流体定常流动能量方程实验）BUAA搜集不可压缩流体恒定流能量方程实验1.测压管水头线和总水头线的变化趋势有何不同为什么测压管水头线（P-P）沿程可升可降，线坡JP可正可负。
而总水头线（E-E）沿程只降不升，线坡J 恒为正，即J>0。
这是因为水在流动过程中，依据一定边界条件，动能和势能可相互转换。
测点5至测点7，管收缩，部分势能转换成动能，测压管水头线降低，Jp>0。
测点7至测点9，管渐扩，部分动能又转换成势能，测压管水头线升高，JP <0。
而据能量方程E1=E2+hw1-2, hw1-2为损失能量，是不可逆的，即恒有hw1-2>0，故E2恒小于E1，（E-E）线不可能回升。
(E-E) 线下降的坡度越大，即J越大，表明单位流程上的水头损失越大，如图的渐扩段和阀门等处，表明有较大的局部水头损失存在。
2.流量增加，测压管水头线有何变化为什么有如下二个变化：（1）流量增加，测压管水头线（P-P）总降落趋势更显着。
这是因为测压管水头，任一断面起始时的总水头E及管道过流断面面积A为定值时，Q增大，就增大，则必减小。
而且随流量的增加阻力损失亦增大，管道任一过水断面上的总水头E相应减小，故的减小更加显着。
（2）测压管水头线（P-P）的起落变化更为显着。
因为对于两个不同直径的相应过水断面有式中为两个断面之间的损失系数。
管中水流为紊流时，接近于常数，又管道断面为定值，故Q增大，H亦增大，（P-P）线的起落变化就更为显着。
3.测点2、3和测点10、11的测压管读数分别说明了什么问题测点2、3位于均匀流断面（图），测点高差，HP=均为（偶有毛细影响相差），表明均匀流同断面上，其动水压强按静水压强规律分布。
测点10、11在弯管的急变流断面上，测压管水头差为，表明急变流断面上离心惯性力对测压管水头影响很大。
由于能量方程推导时的限制条件之一是“质量力只有重力”，而在急变流断面上其质量力，除重力外，尚有离心惯性力，故急变流断面不能选作能量方程的计算断面。
流体力学实验报告思考题详细指导
水力学实验报告实验二不可压缩流体恒定流能量方程（伯诺利方程）实验实验三不可压缩流体恒定流动量定律实验实验四毕托管测速实验实验五雷诺实验实验六文丘里流量计实验实验八局部阻力实验实验二不可压缩流体恒定流能量方程（伯诺利方程）实验实验原理在实验管路中沿管内水流方向取n个过断面。
可以列出进口断面(1)至另一断面(i)的能量方程式(i=2,3,……,n)取a1=a2=…an=1，选好基准面，从已设置的各断面的测压管中读出值，测出通过管路的流量，即可计算出断面平均流速v及，从而即可得到各断面测管水头和总水头。
成果分析及讨论1.测压管水头线和总水头线的变化趋势有何不同？为什么？测压管水头线（P-P）沿程可升可降，线坡J P可正可负。
而总水头线（E-E）沿程只降不升，线坡J恒为正，即J>0。
这是因为水在流动过程中，依据一定边界条件，动能和势能可相互转换。
测点5至测点7，管收缩，部分势能转换成动能，测压管水头线降低，Jp>0。
测点7至测点9，管渐扩，部分动能又转换成势能，测压管水头线升高，J P<0。
而据能量方程E1=E2+h w1-2, h w1-2为损失能量，是不可逆的，即恒有h w1-2>0，故E2恒小于E1，（E-E）线不可能回升。
(E-E) 线下降的坡度越大，即J越大，表明单位流程上的水头损失越大，如图2.3的渐扩段和阀门等处，表明有较大的局部水头损失存在。
2.流量增加，测压管水头线有何变化？为什么？有如下二个变化：（1）流量增加，测压管水头线（P-P）总降落趋势更显著。
这是因为测压管水头，任一断面起始时的总水头E及管道过流断面面积A为定值时，Q增大，就增大，则必减小。
而且随流量的增加阻力损失亦增大，管道任一过水断面上的总水头E相应减小，故的减小更加显著。
（2）测压管水头线（P-P）的起落变化更为显著。
因为对于两个不同直径的相应过水断面有式中为两个断面之间的损失系数。
管中水流为紊流时，接近于常数，又管道断面为定值，故Q增大，H亦增大，（P-P）线的起落变化就更为显著。
流体力学综合实验思考题答案
食品工程原理流体力学综合实验思考题答案汇总（河南工业大学粮油食品）1、实验中冷流体和蒸汽的流向，对传热效果有何影响?答：无影响。
因为Q=αA△tm，不论冷流体和蒸汽是迸流还是逆流流动，由于蒸汽的温度不变，故△tm不变，而α和A不受冷流体和蒸汽的流向的影响，所以传热效果不变2、在计算空气质量流量时所用到的密度值与求雷诺数时的密度值是否一致？它们分别表示什么位置的密度，应在什么条件下进行计算。
答：不一致。
计算空气质量流量时所用到的密度值是冷流体进口温度下对应的密度；求雷诺数时的密度值时是冷流体进出口算术平均温度对应的密度。
3、实验过程中，冷凝水不及时排走，会产生什么影响？如何及时排走冷凝水？如果采用不同压强的蒸汽进行实验，对α关联式有何影响？答：冷凝水不及时排走，附着在管外壁上，增加了一项热阻，降低了传热速率。
在外管最低处设置排水口，若压力表晃动，则及时打开排冷凝水阀门，让蒸汽压力把管道中的冷凝水带走在不同压强下测试得到的数据，将会对α产生影响，因为PV=nRT，P与V 是变量，P变化后T也随之改变，T改变后，蒸汽进口处的温度就会改变，△tm也会改变1．在对装置做排气工作时，是否一定要关闭流程尾部的出口阀?为什么?答可以不关闭，因为流量调节阀的作用是调节流量的平衡的，避免压缩空气出现大的波动2．为什么排气？如何检测管路中的空气已经被排除干净?答：若测压管内存有气体，在测量压强时，水柱因含气泡而虚高，使压强测得不准确。
排气后的测压管一端通静止的小水箱中（此小水箱可用有透明的机玻璃制作，以便看到箱内的水面），装有玻璃管的另一端抬高到与水箱水面略高些，静止后看液面是否与水箱中的水面齐平，齐平则表示排气已干净3．以水做介质所测得的λ～Re关系能否适用于其它流体?如何应用?答：可以用于牛顿流体的类比，牛顿流体的本构关系一致。
应该是类似平行的曲线，但雷诺数本身并不是十分准确，建议取中间段曲线，不要用两边端数据。
流体力学课后思考题
1、比较拉格朗日法和欧拉法，两种方法及其数学表达式有何不同？①拉格朗日法——以研究单个液体质点的运动过程作为基础，综合所有质点的运动，构成整个液体的运动。
x=x（a，b，c，t）y=y（a，b，c，t）z=z（a，b，c，d）②欧拉法——以考察不同液体质点通过固定的空间点的运动情况作为基础，综合所有空间点上的运动情况，构成整个液体的运动。
Ux=Ux（x，y，z，t）Uy=Uy（x，y，z，t）Uz=Uz（x，y，z，t）2、恒定流和非恒定流、均匀流和非均匀流、渐变流和急变流，各种流动分类的原则是什么？是举出具体的例子。
①按运动要素是否随时间变化分为恒定流和非恒定流；②按流线是否为彼此平行的直线分为均匀流和非均匀流③非均匀流又分为渐变流和急变流。
3、能量损失有几种形式？产生能量损失的物理原因是什么？①沿程阻力损失和局部阻力损失；②物理原因：产生损失的内因：粘滞性和惯性产生损失的外因：固壁对流动的阻滞和扰动。
4、雷诺数有什么物理意义？他为什么能起到判别流态的作用？①雷诺数为水流惯性力和粘滞力量级之比②Re =duρ。
流体的流动型态与流体的流速、密度和粘度、流μ体流动的管径有关，由雷诺数的计算公式可以看出，它是上述诸因素的组合，故可以起到判别流态的作用。
5、为何不能直接用临界速度作为判别流态（层流和紊流）的标准？因为流态不仅和断面平均流速v有关，而且还和管径d、流体的粘性和密度有关。
6、在水箱侧壁上，在相同高度处开设孔径相同的孔口和管嘴各一个，试比较两者的流速和流量的大小。
√2gH，一般情况下α=1.0，ξ=0，v=√2gH 流速：孔口v=√(α+ξ)√2gH，一般情况下α1=1.0，ξ1=0.5，管嘴v1=√(α1+ξ1)v1=0.82√2gH。
故v> v1流量:孔口Q=μA√2gH,μ为流量系数，μ=φε=0.64*0.97=0.62.管嘴Q1=μ1A√2gH,μ1为流量系数, μ1=φε=0.82.由于0.82>0.62，故Q1>Q7、为什么淹没出流孔口计算不必校验是大孔还是小孔？孔口的作用水头是孔口上下游水面的高差，且淹没出流孔口断面上各点作用水头相同，因此淹没出流也就没有大小孔口之分。
流体力学实验思考题
伯努利方程实验： 1. 沿着流动方向，阻力损失有沿程阻力损失和局部阻力损失，故沿着流动方向能量损失是 增大的。 2. 当流体高度差为溢流板高度时， 水会流回到水箱中， 溢流板作用是保持水箱中水位恒定， 从而保持压力恒定，压力恒定，则流体流进伯努利试验管时为稳定流动 3. 如果不排进气泡会造成读取的压力值不准确而出现误差。测得的压力为表压力
水静压强实验： 1.答：可以，将左侧 U 型管里的水换成待测液体，水箱里的水保持不变，打开排气阀，待水 箱水位与抬压筒水位相平，关闭排气阀，让抬压筒上升一定高度，此时左侧 U 型管与中间 U 型管都将产生一个高度差，记录高度差分别为 h1，h2,由于相同压力为水箱压力与外界大气 压的压力差，已知水的重度，故待测液体重度可以求出。 ∆P = γ水 × ℎ1 = γ测 × ℎ2故γ测 =
流体力学实验思考题解答(全)
流体力学课程实验思考题解答（一）流体静力学实验1、 同一静止液体内的测压管水头线是根什么线 答：测压管水头指γpZ +，即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。
测压管水头线指测压管液面的连线。
从表的实测数据或实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。
2、 当0<B p 时，试根据记录数据确定水箱的真空区域。
答：以当00<p 时，第2次B 点量测数据（表）为例，此时06.0<-=cm p Bγ，相应容器的真空区域包括以下3三部分：（1）过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域，均为真空区域。
（2）同理，过箱顶小杯的液面作一水平面，测压管4中该平面以上的水体亦为真空区域。
（3）在测压管5中，自水面向下深度为0∇-∇=H AP γ的一段水注亦为真空区。
这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等，均为0∇-∇=H AP γ。
3、 若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定0γ。
答：最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度w h 和o h ，由式o o w w h h γγ=，从而求得o γ。
4、 如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响答：设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细高度由下式计算γθσd h cos 4=式中，σ为表面张力系数；γ为液体的容重；d 为测压管的内径；h 为毛细升高。
常温（C t ︒=20）的水，mm dyn /28.7=σ或m N /073.0=σ，3/98.0mm dyn =γ。
水与玻璃的浸润角θ很小，可认为0.1cos =θ。
于是有dh 7.29=()mm d h 单位均为、 一般说来，当玻璃测压管的内径大于10mm 时，毛细影响可略而不计。
流体力学实验报告思考题详细指导
流体力学实验报告思考题详细指导水力学实验报告二不可压缩流体恒定流能量方程（伯诺利方程）实验三不可压缩流体恒定流动量定律实验四毕托管测速实验五雷诺实验六文丘里流量计实验八局部阻力实验实验二不可压缩流体恒定流能量方程（伯诺利方程）实验原理验管路中沿管内水流方向取n个过断面。
可以列出进口断面(1)至另一断面(i)的能量方程式(i=2,3,…1=a2=…an=1，选好基准面，从已设置的各断面的测压管中读出值，测出通过管路的流量，即面平均流速v及，从而即可得到各断面测管水头和总水头。
分析及讨论压管水头线和总水头线的变化趋势有何不同？为什么？测压管水头线（P-P）沿程可升可降，线坡J P可正可负。
而总水头线（E-E）沿程只降不升，线坡即J>0。
这是因为水在流动过程中，依据一定边界条件，动能和势能可相互转换。
测点5至测点7部分势能转换成动能，测压管水头线降低，Jp>0。
测点7至测点9，管渐扩，部分动能又转换成势水头线升高，J P<0。
而据能量方程E1=E2+h w1-2, h w1-2为损失能量，是不可逆的，即恒有h w1-2>0，故E1，（E-E）线不可能回升。
(E-E) 线下降的坡度越大，即J越大，表明单位流程上的水头损失越大的渐扩段和阀门等处，表明有较大的局部水头损失存在。
量增加，测压管水头线有何变化？为什么？如下二个变化：）流量增加，测压管水头线（P-P）总降落趋势更显著。
这是因为测压管水头断面起始时的总水头E及管道过流断面面积A为定值时，Q增大，就增大，则必减小。
而增加阻力损失亦增大，管道任一过水断面上的总水头E相应减小，故的减小更加显著。
）测压管水头线（P-P）的起落变化更为显著。
对于两个不同直径的相应过水断面有为两个断面之间的损失系数。
管中水流为紊流时，接近于常数，又管道断面为定值，故Q增大，（P-P）线的起落变化就更为显著。
点2、3和测点10、11的测压管读数分别说明了什么问题？测点2、3位于均匀流断面（图2.2），测点高差0.7cm，H P=均为37.1cm（偶有毛细影响相差0.均匀流同断面上，其动水压强按静水压强规律分布。
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流体力学课程实验思考题解答(一)流体静力学实验1、 同一静止液体内的测压管水头线就是根什么线？答:测压管水头指γpZ +,即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。
测压管水头线指测压管液面的连线。
从表1、1的实测数据或实验直接观察可知,同一静止液面的测压管水头线就是一根水平线。
2、 当0<B p 时,试根据记录数据确定水箱的真空区域。
答:以当00<p 时,第2次B 点量测数据(表1、1)为例,此时06.0<-=cm p Bγ,相应容器的真空区域包括以下3三部分:(1)过测压管2液面作一水平面,由等压面原理知,相对测压管2及水箱内的水体而言,该水平面为等压面,均为大气压强,故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域,均为真空区域。
(2)同理,过箱顶小杯的液面作一水平面,测压管4中该平面以上的水体亦为真空区域。
(3)在测压管5中,自水面向下深度为0∇-∇=H A P γ的一段水注亦为真空区。
这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等,亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等,均为0∇-∇=H A P γ。
3、 若再备一根直尺,试采用另外最简便的方法测定0γ。
答:最简单的方法,就是用直尺分别测量水箱内通大气情况下,管5油水界面至水面与油水界面至油面的垂直高度w h 与o h ,由式o o w w h h γγ=,从而求得o γ。
4、 如测压管太细,对测压管液面的读数将有何影响？答:设被测液体为水,测压管太细,测压管液面因毛细现象而升高,造成测量误差,毛细高度由下式计算γθσd h cos 4= 式中,σ为表面张力系数;γ为液体的容重;d 为测压管的内径;h 为毛细升高。
常温(C t ︒=20)的水,mm dyn /28.7=σ或m N /073.0=σ,3/98.0mm dyn =γ。
水与玻璃的浸润角θ很小,可认为0.1cos =θ。
于就是有 dh 7.29= ()mm d h 单位均为、 一般说来,当玻璃测压管的内径大于10mm 时,毛细影响可略而不计。
另外,当水质不洁时,σ减小,毛细高度亦较净水小;当采用有机玻璃作测压管时,浸润角θ较大,其h 较普通玻璃管小。
如果用同一根测压管测量液体相对压差值,则毛细现象无任何影响。
因为测量高、低压强时均有毛细现象,但在计算压差时。
相互抵消了。
5、 过C 点作一水平面,相对管1、2、5及水箱中液体而言,这个水平就是不就是等压面？哪一部分液体就是同一等压面？答:不全就是等压面,它仅相对管1、2及水箱中的液体而言,这个水平面才就是等压面。
因为只有全部具备下列5个条件的平面才就是等压面:（1） 重力液体;（2） 静止;（3） 连通;（4） 连通介质为同一均质液体;（5） 同一水平面而管5与水箱之间不符合条件(4),因此,相对管5与水箱中的液体而言,该水平面不就是等压面。
※6、用图1、1装置能演示变液位下的恒定流实验不？答:关闭各通气阀,开启底阀,放水片刻,可瞧到有空气由C 进入水箱。
这时阀门的出流就就是变液位下的恒定流。
因为由观察可知,测压管1的液面始终与C 点同高,表明作用于底阀上的总水头不变,故为恒定流动。
这就是由于液位的的降低与空气补充使箱体表面真空度的减小处于平衡状态。
医学上的点滴注射就就是此原理应用的一例,医学上称之为马利奥特容器的变液位下恒定流。
※7、该仪器在加气增压后,水箱液面将下降δ而测压管液面将升高H ,实验时,若以00=p 时的水箱液面作为测量基准,试分析加气增压后,实际压强(δ+H )与视在压强H 的相对误差值。
本仪器测压管内径为0、8cm,箱体内径为20cm 。
答:加压后,水箱液面比基准面下降了δ,而同时测压管1、2的液面各比基准面升高了H ,由水量平衡原理有δππ44222D H d =⨯ 则 22⎪⎭⎫ ⎝⎛=D d H δ 本实验仪 cm d 8.0=, cm D 20= 故 0032.0=H δ于就是相对误差ε有0032.00032.010032.01=+=+=+=+-+=H H H H H H δδδδδδε 因而可略去不计。
对单根测压管的容器若有10≤d D 或对两根测压管的容器7≤d D 时,便可使01.0≤ε。
(二)伯诺里方程实验1、 测压管水头线与总水头线的变化趋势有何不同？为什么？测压管水头线(P-P)沿程可升可降,线坡J P 可正可负。
而总水头线(E-E)沿程只降不升,线坡J P 恒为正,即J>0。
这就是因为水在流动过程中,依据一定边界条件,动能与势能可相互转换。
如图所示,测点5至测点7,管渐缩,部分势能转换成动能,测压管水头线降低,J P >0。
,测点7至测点9,管渐扩,部分动能又转换成势能,测压管水头线升高,J P <0。
而据能量方程E 1=E 2+h w1-2,h w1-2为损失能量,就是不可逆的,即恒有h w1-2>0,故E 2恒小于E 1,(E-E )线不可能回升。
(E-E )线下降的坡度越大,即J 越大,表明单位流程上的水头损失越大,如图上的渐扩段与阀门等处,表明有较大的局部水头损失存在。
2、 流量增加,测压管水头线有何变化？为什么？1)流量增加,测压管水头线(P-P )总降落趋势更显著。
这就是因为测压管水头222gA Q E pZ H p -=+=γ,任一断面起始的总水头E 及管道过流断面面积A 为定值时,Q 增大,g v 22就增大,则γp Z +必减小。
而且随流量的增加,阻力损失亦增大,管道任一过水断面上的总水头E 相应减小,故γpZ +的减小更加显著。
2)测压管水头线(P-P )的起落变化更为显著。
因为对于两个不同直径的相应过水断面有g A Q g A Q A Q g v g v v p Z H P 2222222212222222122ζζγ+-=+-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+∆=∆ g A Q A A 212222122⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=ζ式中ζ为两个断面之间的损失系数。
管中水流为紊流时,ζ接近于常数,又管道断面为定值,故Q 增大,H ∆亦增大,()P P -线的起落变化更为显著。
3、 测点2、3与测点10、11的测压管读数分别说明了什么问题？测点2、3位于均匀流断面,测点高差0、7cm,γpZ H P +=均为37、1cm(偶有毛细影响相差0、1mm),表明均匀流各断面上,其动水压强按静水压强规律分布。
测点10、11在弯管的急变流断面上,测压管水头差为7、3cm,表明急变流断面上离心惯性力对测压管水头影响很大。
由于能量方程推导时的限制条件之一就是“质量力只有重力”,而在急变流断面上其质量力,除重力外,尚有离心惯性力,故急变流断面不能选作能量方程的计算断面。
在绘制总水头线时,测点10、11应舍弃。
※4、试问避免喉管(测点7)处形成真空有哪几种技术措施？分析改变作用水头(如抬高或降低水箱的水位)对喉管压强的影响情况。
下述几点措施有利于避免喉管(测点7)处真空的形成:(1)减小流量,(2)增大喉管管径,(3)降低相关管线的安装高程,(4)改变水箱中的液位高度。
显然(1)(2)(3)都有利于阻止喉管真空的出现,尤其(3)更具有工程实际意义。
因为若管系落差不变,单单降低管线位置往往就可以避免真空。
例如可在水箱出口接一下垂90度的弯管,后接水平段,将喉管高程将至基准高程0-0,比位能降至零,比压能γp 得以增大(Z ),从而可能避免点7处的真空。
至于措施(4)其增压效果就是有条件的,现分析如下:当作用水头增大h ∆时,测点7断面上γpZ +值可用能量方程求得。
取基准面及计算断面1、2、3如图所示,计算点选在管轴线上(以下水拄单位均为cm)。
于就是由断面1、2的能量方程(取132==αα)有21222212-+++=∆+w h g v p Z h Z γ (1) 因21-w h 可表示成 g v g v d l h c s e w 22232.12322.121ζζζλ=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=-此处2.1c ζ就是管段1-2总水头损失系数,式中e ζ、s ζ分别为进口与渐缩局部损失系数。
又由连续方程有 g v d d g v 222342322⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛= 故式(1)可变为 g v d d h Z p Z c 2232.1423122⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-∆+=+ζγ (2) 式中g v 223可由断面1、3能量方程求得,即gv g v Z h Z c 22233.12331ζ++=∆+ (3) 3.1c ζ就是管道阻力的总损失系数。
由此得 ()()3.131231/2c h Z Z g v ζ+∆+-=,代入式(2)有⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+∆--⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-∆+=+3.1312.14231221c c h Z Z d d h Z p Z ζζγ (4) ()γ22p Z +随h ∆递增还就是递减,可由()()h p Z ∆∂+∂/22γ加以判别。
因 ()()()3.12.14232211c c d d h p Z ζζγ++-=∆∂+∂ (5) 若()[]()01/13.12.1423>++-c c d d ζζ,则断面2上的()γp Z +随h ∆同步递增。
反之,则递减。
文丘里实验为递减情况,可供空化管设计参考。
因本实验仪137.123=d d ,501=Z ,103-=Z ,而当0=∆h 时,实验的()622=+γp Z ,19.33222=g v ,42.9223=g v ,将各值代入式(2)、(3),可得该管道阻力系数分别为5.12.1=c ζ,37.53.1=c ζ。
再将其代入式(5)得()()0267.037.5115.137.11422>=++-=∆∂+∂h p Z γ 表明本实验管道喉管的测压管水头随水箱水位同步升高。
但因()()h p Z ∆∂+∂/22γ接近于零,故水箱水位的升高对提高喉管的压强(减小负压)效果不明显。
变水头实验可证明结论正确。
5、 毕托管测量显示的总水头线与实测绘制的总水头线一般都有差异,试分析其原因。
与毕托管相连通的测压管有1、6、8、12、14、16与18管,称总压管。
总压管液面的连线即为毕托管测量显示的总水头线,其中包含点流速水头。
而实际测绘的总水头就是以实测的()γp Z +值加断面平均流速水头g v 22绘制的。
据经验资料,对于园管紊流,只有在离管壁约d 12.0的位置,其点流速方能代表该断面的平均流速。
由于本实验毕托管的探头通常布设在管轴附近,其点流速水头大于断面平均流速水头,所以由毕托管测量显示的总水头线,一般比实际测绘的总水头线偏高。
因此,本实验由1、6、8、12、14、16与18管所显示的总水头线一般仅供定性分析与讨论,只有按实验原理与方法测绘的总水头线才更准确。