中国石油大学：流体力学(电子教案)
流体静力学中国石油大学流体力学实验报告
实验一、流体静力学实验、实验目的：填空1•掌握用液式测压计测量流体静压强的技能;2•验证不可压缩流体静力学基本方程，加深对位置水头、压力水头和测压管水头的理解；3.观察真空度（负压）的产生过程，进一步加深对真空度的理解;4 •测定油的相对密度；5•通过对诸多流体静力学现象的实验分析，进一步提高解决静力学实际问题的能力。
二、实验装置1、在图1-1-1下方的横线上正确填写实验装置各部分的名称本实验的装置如图所示。
1. 测压管：2.带标尺的测压管；3. 连通管：4. 通气阀：5. 加压打气球：6. 真空测压管7. 截止阀：8. U型测压管：9. 油柱：10. 水柱：11._ 减压放水阀图1-1-1 流体静力学实验装置图2、说明1•所有测管液面标高均以标尺(测压管2)零读数为基准；2•仪器铭牌所注\、B、、'- D系测点B、C、D标高；若同时取标尺零点作为静力学基本方程的基准，贝U v B、'- c、'- D亦为Z B、z c、Z D;3•本仪器中所有阀门旋柄均以顺管轴线为开。
三、实验原理在横线上正确写出以下公式1 •在重力作用下不可压缩流体静力学基本方程形式之一:(1-1-1a)形式之二：p 二P o h (1-1b)式中z――被测点在基准面以上的位置高度；P ――被测点的静水压强，用相对压强表示，以下同；P o——水箱中液面的表面压强；——液体重度；h ——被测点的液体深度。
2.油密度测量原理当U型管中水面与油水界面齐平(图1-1-2)，取其顶面为等压面，有P oi =(1-1-2)另当U型管中水面和油面齐平(图1-1-3)，取其油水界面为等压面，则有P o2+»H =Y°H即P °2 =」w h 2=Y°H —Yw H(1-1-3) 由（1-1-2 ）、（ 1-1-3 ）两式联解可得：H+h 2代入式（1-1-2 ）得油的相对密度d odo（1-1-4）wh i h 2根据式（1-1-4），可以用仪器（不用额外尺子）直接测得 d o 。
动量定律-中国石油大学(华东)流体力学实验报告
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动量定律-中国石油大学（华东）流体力学实验报告
实验五、动量定律实验
一、实验目的
1•验证.不可压缩流体稳定流的动量方程；
2•通过对一动量与流速、流量、出射角度、动量矩-等因素间 相关性的分析研究，进一步掌握流体动力学的动量守恒定理；
3.了解活塞式动量定律实验仪原理、构造，进 一步启发与培养创造性思维的能力。
二、实验装置
本实验的装置如图5-1所示
5..恒压水箱；6管嘴；7._集水箱;8.带活塞套的测压管
9•带活塞和翼片的抗冲平板;10.上回水管
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《流体力学》实验教案(全)word版
《流体力学》实验教案（全）(一)不可压缩流体定常流能量方程(伯努利方程)实验一、实验目的要求：1、掌握流速、流量、压强等动水力学水力要素的实验量测技术；2、验证流体定常流的能量方程；3、通过对动水力学诸多水力现象的实验分析研究，进一步掌握有压管流中动水力学的能量转换特性。
自循环伯努利方程实验装置图本实验的装置如图所示，图中：1.自循环供水器；2.实验台；3.可控硅无级调速器；4.溢流板；5.稳水孔板；5 / 456.恒压水箱；7.测压计；8.滑动测量尺；9.测压管； 10.实验管道； 11.测压点； 12.毕托管 13.实验流量调节阀。
三、实验原理：在实验管路中沿水流方向取n个过水截面。
可以列出进口截面(1)至截面(i)的能量方程式（i=2,3,.....,，n)选好基准面，从已设置的各截面的测压管中读出值,测出通过管路的流量,即可计算出截面平均流速ν及动压，从而可得到各截面测管水头和总水头。
四、实验方法与步骤：1、熟悉实验设备，分清各测压管与各测压点，毕托管测点的对应关系。
2、打开开关供水，使水箱充水，待水箱溢流后，检查泄水阀关闭时所有测压管水面是否齐平，若不平则进行排气调平(开关几次）。
3、打开阀13，观察测压管水头线和总水头线的变化趋势及位置水头、压强水头之间的相互关系，观察当流量增加或减少时测压管水头的变化情况。
4、调节阀13开度，待流量稳定后，测记各测压管液面读数，同时测记实验流量(与毕托管相连通的是演示用，不必测记读数)。
5、再调节阀13开度1～2次，其中一次阀门开度大到使液面降到标尺最低点为限，按第4步重复测量。
五、实验结果及要求：1、把有关常数记入表2.1。
2、量测()并记入表2.2。
3、计算流速水头和总水头。
4、绘制上述结果中最大流量下的总水头线和测压管水头线(轴向尺寸参见图2.2，总水头线和测压管水头线可以绘在图2.2上)。
六、结果分析及讨论：1、测压管水头线和总水头线的变化趋势有何不同？为什么？2、流量增加，测压管水头线有何变化？为什么？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？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。
中国石油大学工程流体力学教案
中国石油大学工程流体力学教案一、课程简介工程流体力学是研究流体在工程中的应用和行为的科学，它涉及到流体的运动规律、动力学特性以及流体与固体相互作用的规律。
本课程旨在使学生掌握流体力学的基本理论、方法和应用，为他们在石油工程、化工、能源等领域的工作提供必要的流体力学知识。
二、教学目标通过本课程的学习，学生应能：1. 理解并掌握流体力学的基本概念、原理和定律；2. 运用流体力学的理论和方法分析和解决实际工程问题；3. 掌握流体力学在石油工程等领域的应用；4. 培养科学思维和创新能力，提高工程实践能力。
三、教学内容第一部分：流体力学基础1. 流体的性质和流动分类2. 流体静力学3. 流体动力学第二部分：流体流动的数值模拟1. 数值模拟的基本原理和方法2. 流体流动的数值模拟实例第三部分：流体与固体的相互作用1. 流体对固体的作用力2. 流体与固体的相互作用实例第四部分：流体力学在石油工程中的应用1. 油气藏流体力学2. 油井流动分析3. 油气管道流动分析四、教学方法采用课堂讲授、案例分析、上机实习相结合的教学方法。
通过讲授流体力学的基本理论和方法，分析实际工程案例，使学生掌握流体力学的应用技能。
利用上机实习环节，让学生亲自动手进行流体流动的数值模拟，提高他们的实践能力。
五、教学评价课程结束后，进行闭卷考试，考试内容涵盖课程的全部教学内容。
还将在学习过程中进行课堂讨论、上机实习等形式的平时考核，全面评估学生的学习效果。
六、教学安排1. 流体的性质和流动分类课时：2学时2. 流体静力学课时：4学时3. 流体动力学课时：6学时4. 数值模拟的基本原理和方法课时：4学时5. 流体流动的数值模拟实例课时：4学时6. 流体对固体的作用力课时：4学时7. 流体与固体的相互作用实例课时：4学时8. 油气藏流体力学课时：4学时9. 油井流动分析课时：4学时10. 油气管道流动分析课时：4学时七、教学资源1. 教材：工程流体力学教材及相关参考书2. 课件：教师制作的课件3. 案例分析：实际工程案例及相关数据4. 数值模拟软件：FLUENT、ANSYS等流体力学模拟软件八、教学建议1. 提前预习，加强课堂互动：学生应提前预习教材，了解课程内容，积极参与课堂讨论，提高学习效果。
中国石油大学-流体力学实验-沿程阻力
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七、问题分析 1．如将实验管安装成倾斜的，比压计中的读数差是不是沿程水头损失 hf ？
p1 v12 p2 v22 不是。对测试点列伯努利方程，可得 hf=(z1+ λ + 2g )-(z2+ λ + 2g )。如果实验管是倾 Δp 斜的，那么位置水头 z 不同，hf≠ γ ，测得的压差则不是沿程水头损失。
f3电磁流量图171管流综合实验装置流程图三实验原理在横线正确写出以下公式本实验所用的管路是水平放置且等直径因此利用能量方程式可推得管路两点间的沿程水头损失计算公式
中国石油大学（华东） 工程流体力学 实验报告
班级： 学号： 同组者： 姓名： 实验日期： 教师： 李成华 成绩：
实验七、沿程阻力实验
一、实验目的 填空
1．掌握测定镀锌铁管管道 沿程阻力系数 的方法； 2．在双对数坐标纸上绘制 λ -Re 的关系曲线； 3．进一步理解 沿程阻力系数随雷诺数 的变化规律。 二、实验装置 在图1-7-1下方的横线上正确填写实验装置各部分的名称 本实验采用管流实验装置中的第 1 根管路， 即实验装置中最细的管路。 在测量较大压差 时，采用两用式压差计中的汞-水压差计；压差较小时换用水-气压差计。 另外，还需要的测量工具有量水箱、量筒、秒表、温度计、水的粘温表。
29909.69 20336.18 14012.66 9706.94 7397.42 6845.16 5516.26 3822.75 2919.49 1795.85 1341.97
12 13 14 15 16 17 18 19 20
15.35 13.99 13.06 10.96 8.79 6.75
196.32 133.49 91.98 63.72 48.56 44.93 36.21 25.09 19.16 11.79 8.81
中国石油大学工程流体力学全套教案
中国石油大学工程流体力学教案绪论主要内容：●流体力学概述●工程流体力学概述●本学期学习任务●几点要求一、流体力学概述1、流体力学：研究流体的运动和平衡的规律以及流体和固体之间相互作用的一门科学。
2、流体力学的应用（1）航空航天领域——空气动力学、稀薄空气动力学飞机、火箭、人造地球卫星、宇宙探测器、航天飞机等航空器都是在大气层内活动的飞行器。
例：飞机为什么能飞？——各种飞机都是靠空气动力克服自身重力实现升空的。
飞机在空中飞行，必然有外力作用。
在水平飞行中，飞机上主要作用着4种力，它们是升力（Y）、阻力（X）、推力（P）和重力（G）。
飞机的受力直接影响飞机的运动状态，它们相互平衡时，飞机便作水平匀速直线飞行。
尽管有各个部件的配合，但是最主要的是飞机有一对采用特殊剖面形状的机翼。
翼剖面又称翼型。
大家知道，机翼外形都是采用称流线形设计。
根据流体的连续性和伯努利定理可知，相对远前方的空气来说，流经上翼面的气流受挤，流速加快，压力减小，甚至形成吸力（负压力）；而流过下翼面的气流流速减慢。
于是上下翼面就形成了压力差。
这个压力差就是空气动力。
按力的分解法则，将其沿飞行方向分解成向上的升力和向后的阻力。
阻力由发动机提供的推力克服，升力正好可克服自身的重力，将飞机托向空中。
这就是飞机会飞的奥秘。
（2）船舶工业很显然，船舶工业更是离不开流体力学。
船舶、舰艇的外形直接影响到他们的航行速度、稳定性等特性，在设计时必须考虑在流体力学上如何使船体线型达到最佳。
例：潜艇现代潜艇按艇体线型的形状可分为三种，即常规型、水滴型和过渡型。
常规型适宜于水面航行，但对提高水下航速是不利的。
水滴型水下阻力小，有利于提高水下航速，但水滴型潜艇的水面航行性能较差，艇首容易上浪，而且易出现埋首现象。
过渡型潜艇是把常规型的直首和水滴型的尖尾相结合的一种潜艇线型，这种潜艇的水面航行性能优于水滴型，而水下航行性能优于常规型潜艇。
船吸现象1912年秋天，"奥林匹克"号正在大海上航行，在距离这艘当时世界上最大远洋轮的100米处，有一艘比它小得多的铁甲巡洋舰"豪克"号正在向前疾驶，两艘船似乎在比赛，彼此靠得较拢，平行着驶向前方。
电子教案(流体力学)..
绪 论一、课程简介1、课程的研究对象——单元操作 （1）单元操作的概念指在各种化工过程中，遵守同一基本原理，所用设备相似，作用相同，仅发生物理变化过程的那些操作，称为单元操作。
（2）单元操作的特点①所有的单元操作都是物理性操作，只改变物料的状态或物理性质，并不改变化学性质。
②单元操作是化工生产过程中共有的操作，只是不同的化工生产中所包含的单元操作数目、名称与排列顺序不同。
③单元操作作用于不同的化工过程时，基本原理相同，所用的设备也是通用的。
（3）单元操作的分类根据单元操作所遵循的基本规律，分为三类：流体动力过程、传热过程和传质过程。
2、课程性质：本课程是化工类专业学生的专业必修课。
3、课程特点：理论与经验相结合的工程研究方法。
二、单元操作中常用的基本概念和观点 1、物料衡算根据需要人为地划出一个封闭体系，那么有：输入物料=输出物料+（物料损失） 2、 能量衡算 同样对于一个体系有：输入能量=输出能量+（能量损失）在化工生产过程中的能量衡算大多为热量衡算。
3、平衡关系平衡是过程进行的极限状态。
通过讨论平衡关系，我们可以判断过程进行的方向及过程推动力的大小。
4、过程速率 过程速率与过程推动力成正比，与过程阻力成反比。
即：过程阻力过程推动力过程速率5、经济核算 三、单位及单位换算单位可分为二大类：基本单位和导出单位。
（1）基本单位基本单位只有几个，指定的几个独立的物理量。
由于同一物理量在不同的单位制中具有不同的单位和数值，象cm.g.s 制和工程单位制等给人类的计算和交流带来麻烦，为此规定使用统一的“国际单位制”，即SI 制。
SI 制有七个基本单位SI 制有以下两大优点：通用性：自然科学、工程技术以及国民经济中都采用； 一贯性：不需引入比例系数。
（2）导出单位其它物理量利用基本量从物理定律中导出，称为导出量，其单位称为导出单位。
基本单位与导出单位的总和称为单位制。
（3）单位换算经验公式（又称数字公式，根据实验结果整理而得）中各符号只代表物理量的数字部分，而它们的单位必须采用指定的单位。
中国石油大学流体力学总复习剖析PPT课件
dt
适用条件 物理意义
X
1
p x
dux dt
Y
1
p y
du y dt
Z
1
p z
duz dt
§ 3.4 理想流体运动微分方程
二、理想流体流线上的伯诺利方程
z1
p1
u12 2g
z2
p2
u22 2g
适用条件 物理意义 几何意义
§3.5 定常总流的伯诺利方程
水头损失 定常总流的伯诺利方程
二、N-S方程求解层流运动
连续性方程 N-S方程
§4.6圆管紊流运动
紊流的结构与速度分布
粘性底层——速度近似直线分布 过渡区 紊流核心区——对数分布或指数分布
水力光滑 ？ 水力粗糙 ？
小结——圆管紊流运动规律
沿程损失系数与流态分区
紊流
水力光滑区 混合摩擦区 水力粗糙区（阻力平方区）
表面张力 惯性力
Wb (Weber)：惯性力/表面张力
St (Stronahl):迁移惯性力/当地惯性 力
St l tv
§4.5圆管层流分析
一、 圆管层流运动规律分析
1. 圆管流动的切应力分布 2. 圆管层流的速度分布 3. 圆管层流的流量——哈根－泊肃叶公式 4. 圆管层流的沿程水头损失计算——达西公式
雷诺数的定义：
Re vd vd
惯性力 粘性力
常用力学相似准则
主导力 重力
表达式
相似准数 Fr (Froude)：惯性力/重力
表达式
粘性力 压力
Fv l 2vl 1 vl Re (Reynolds)：惯性力/粘性力
Eu (Euler)：压力/惯性力
弹性力
流动状态 中国石油大学(华东)流体力学实验报告DOC
中国石油大学（华东）工程流体力学实验报告实验日期：成绩：班级：学号：姓名：教师：李成华同组者：实验六、流动状态实验一、实验目的h）及断面的平均流速；1．测定液体运动时的沿程水头损失（fh—v）曲线图，找出下临界点并计算雷诺数的值。
2．在双对数坐标上绘制流态（f二、实验装置本室验的装置如图所示。
本实验所用的设备有流态实验装置、量筒、秒表、温度计及粘温表。
在图1-6-1横线上正确填写实验装置各部分的名称图1-6-1流态实验装置1.稳压水箱；2.进水管；3.试验管路；4. 试验管路；5.压差计；6流量调节阀；7.回流管线；8.试验台；9. 蓄水箱；10. 抽水泵；11.出水管三、实验原理 填空1．液体在同一管道中流动，当 速度 不同时有层流、紊流两种流动状态。
的特点是质点互不掺混，成线状流动。
在 紊流 中流体的各质点相互掺混，有脉动现象。
不同的流态，其 沿程水头损失 与断面平均速度的关系也不相同。
层流的沿程水头损失与断面平均流速的一次方 成正比；紊流的沿程水头损失与断面平均速度的m 次方成正比 (m= 1.75~2 ) 。
层流与紊流之间存在一个过渡区，它的沿程水头损失与断面平均流速关系与层流、紊流的不同。
2．当稳压水箱一直保持溢流时，实验管路水平放置且管径不变，流体在管内的流动为稳定流 ，此种情况下v 1=v 2。
那么从A 点到B 点的沿程水头损失为h f ，可由能流量方程导出：221122f 12121212()()22()()p v p v h z z g gp p z z h h hγγγγ=++-++=+-+=-=∆h 1、h 2分别是A 点、B 点的测压管水头，由 压差计 中的两个测压管读出。
3．雷诺数（Reynolds Number ）判断流体流动状态。
雷诺数的计算公式为：Dv Re ν=D —圆管内径；v —断面平均速度；ν—运动粘度系数当c Re Re <（下临界雷诺数）为层流，c Re =2000~2320；当cRe Re '>（上临界雷诺数）为紊流，c Re '=4000~12000之间。
流体力学复习
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流体力学电子教案
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§ 2-2流体静压强的分布规律 流体静压强的分布规律 一、流体静压强的基本方程式 p0 h 对于静止液体密度为ρ的液体， 设液面的压强为P0 ，如图示。 深度为h处的压强为：
p = p0 + ρgh
——液体静力学的基本方程式
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流体力学电子教案
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由此可得到重要结论： 在静止液体中，位于同一深度(h＝常数)的各点的静压 强相等，即任一水平面都是等压面，压强的方向垂直于作用 面的切平面指向受力物体的内法向。 等压面适用条件：只适 用于静止、同种连续的液体。
以 hl 1− 2 表示元流1，2两断面间单位重量能量的减少，称 为水头损失。 二、方程的物理意义几何意义 1、物理意义 实际流体具有粘性，在流动过程中产生能量损失。 实际流体具有粘性，在流动过程中产生能量损失。即沿 流体流过的路程，单位重力流体所具有的总水头不断减小。 流体流过的路程，单位重力流体所具有的总水头不断减小。
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流体力学电子教案
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du/dy—速度梯度，表示速度沿y方向上的变化率； µ —动力黏度，简称黏度。单位Pa·s。 ν—运动黏度，m2/s
ν = µ ρ
并不是所有的流体都满足牛顿内摩擦定律，我们所研究 的流体仅限于牛顿流体。 影响黏性的因素 （1）流体黏性随压强的变化而变化。 （2）流体黏性随温度的变化而变化。 液体的黏性随温度升高而减小，气体的黏性随温度升高而 增大。 3
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四 液体的表面张力和毛细现象 1、表面张力 由于分子间的吸引力，在液体的自由表面上能够承受及 其微小的张力——表面张力。 2、毛细现象 液体在细管中能上升或下降的现象称为毛细现象。
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流体力学电子教案
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流体力学教案可编辑全文
因而粘度下降。
气体粘度：随温度的上升而增大。
1 3
v l
➢ 原因：相邻流层之间分子动量的交换对气体粘性起主要作用。
当温度升高时，气体的热运动加强，动量交换加剧，各层之间
的制动作用加大，因而粘度增大。
5、混合气体的粘度
混合气体的粘度，可以近似用下式来计算：
M m n i M i
m
i 1
i
式中: Mm——混合气体的分子量； μm——混合气体的粘度；
2、毛细现象 ▪毛细现象：液体沿管壁上升或下降的现象 毛细管
➢ 液体与固体壁面接触时，液体
内聚力小于液体与壁面间的附
着力时，液体的表面张力将使
液体沿垂直管壁上升。浸润
➢ 反之，当液体内聚力大于液体
与壁面间的附着力时，液体的
❖ 航天：稀薄气体动力学（滑流、过渡流、自由 分子流）；等离子体
❖ 潜艇、船舶：液体压缩性小、粘性大
❖ 汽车：F1 — 最完美的贴地飞行器
60年代，意识到空气动力学在赛车设计上的重要性；1968年首次出 现了绕流翼板，开始利用绕流来控制F1，此后逐渐相信“谁掌握了空 气，谁就掌握了F1”.
F1各车队在空气动力学研发上的花费占整个预算的15%，仅次于引 擎。
➢液体不具有明显的压缩性与膨胀性 -------- 可以 不考虑
➢气体的压缩性与膨胀性不同于液体，具有明显的压 缩性与膨胀性，这是由于气体的密度随着温度和压 强的改变将发生显著的变化。
对于理想气体，其密度与温度和压强之间的关系用 热力学中的状态方程式表示，即
P RT
三、流体的粘性
❖ 流体除易变形性外，还有抗拒 快速变形的性质，称为粘性。
Mi、αi、μi——混合气体中各组分的分子量、
1-0中国石油大学(北京)工程流体力学及其在石油工业中的应用
2.在掌握“三基”上下功夫
掌握基本原理、基本概念、基本方法，反复训练， 深刻理解。
六.如何学好流体力学
3.认真听课，适当记笔记
对自己认为的重点、难点认真听老师的讲解和处理方 法，对典型的课堂例题，应记录分析问题的思路、解题步 骤。
4.作好预习，有准备地听课
对较难章节，一定要预习，看不懂的地方重点听老师 讲解，要把70％的精力放在看书上，重要的是理解，不要 死记硬背。
实际上，汽车阻力主要取决于后部形成的尾流。
20世纪30年代起，人们开始运用流体力学原 理，改进了汽车的尾部形状，出现了甲壳虫型， 阻力系数下降至0.6。
50～60年代又改进为船型，阻力系数为0.45。
80年代经风洞实验系统研究后，进一步改进为鱼型， 阻力系数为0.3。
后来又出现楔型，阻力系数为0.2。
二.流体力学的发展简史
我国科学家在近代流体力学上的贡献： 钱学森 周培源 吴仲华 在空气动力学方面的新理论 紊流理论 翼栅的三元流理论
三.工程流体力学与我们生活的密切联系
生活中的一些流体运动，如：
高尔夫球：表面光滑还是粗糙？ 汽车阻力：来自前部还是后部？
高尔夫球运动起源于15世纪的苏格兰。
三.工程流体力学与我们生活的密切联系
简答题
4、我们常说“一寸光阴一寸金，寸金难买寸光 阴。”光阴为什么用寸来度量呢？
答：在古代人们计时需要借用日晷(guǐ)、漏壶等工具，日晷 根据影子移动的距离来度量时间，而漏壶则根据液面高度的 变化来度量时间。这些计时工具建立了时间和距离的关系。 另外，寸是很小的长度单位，用“寸金”和“寸光阴”作对 比，也说明了时间的宝贵。
（斯托克斯（G.Stokes）1819－1903 ，英国）
工作报告-流体静力学中国石油大学流体力学实验报告1 精品 精品 精品
流体静力学中国石油大学流体力学实验报告篇一：流体静力学中国石油大学(华东)流体力学实验报告实验一、流体静力学实验一、实验目的：填空1．掌握用液式测压计测量流体静压强的技能；2．验证不可压缩流体静力学基本方程，加深对位置水头、压力水头和测压管水头的理解；3观察真空度（负压）的产生过程，进一步加深对真空度的理解；4．测定油的相对密度；5．通过对诸多流体静力学现象的实验分析，进一步提高解决静力学实际问题的能力。
二、实验装置1、在图1-1-1下方的横线上正确填写实验装置各部分的名称本实验的装置如图所示。
测压管；2带标尺的测压管；47连通管；通气阀；5加压打气球；6真空测压管；截止阀；8型测压管；9油柱；减压放水阀水柱11图1-1-1流体静力学实验装置图2、说明1．所有测管液面标高均以标尺（测压管2）零读数为基准；2．仪器铭牌所注?、?、?系测点、、标高；若同时取标尺零点作为静力学基本方程的基准，则?、?、?亦为、、；3．本仪器中所有阀门旋柄均以顺管轴线为开。
三、实验原理在横线上正确写出以下公式1．在重力作用下不可压缩流体静力学基本方程形式之一：?形式之二：??（1-1-1）?0??（1-1）式中——被测点在基准面以上的位置高度；——被测点的静水压强，用相对压强表示，以下同；0——水箱中液面的表面压强；?——液体重度；——被测点的液体深度。
2油密度测量原理当型管中水面与油水界面齐平（图1-1-2），取其顶面为等压面，有01??1??（1-1-2）另当型管中水面和油面齐平（图1-1-3），取其油水界面为等压面，则有02????即02???2????（1-1-3）12图1-1-2图1-1-3由（1-1-2）、（1-1-3）两式联解可得：代入式（1-1-2）得油的相对密度?1?20??1（1-1-4）??1?2根据式（1-1-4），可以用仪器（不用额外尺子）直接测得。
四、实验要求填空1．记录有关常数实验装置编号5各测点的标尺读数为：?21；?-29；?-59；基准面选在标尺（测压管2）零读数；-29；-59；2．分别求出各次测量时，、、、点的压强，并选择一基准验证同一静止液体内的任意二点、的(??)是否为常数？以?0时为例：??（???0）=9800?0=0??（???0）=9800?875?10-2=8575??（???0）=9800?1375?10?2=13475??（???0）=9800?1675?10?2=16415?=1085，?=1085，则、的(?)为常数。
中国石油大学(华东) 流体力学实验 流体静力学
中国石油大学（华东）工程流体力学实验报告实验日期：2013年4月8日成绩：班级：海油1102学号：11093226姓名：张家林教师：王连英同组者：谢天刘佳林花靖实验一、流体静力学实验一、实验目的：填空1．掌握用液式测压计测量流体静压强的技能；2．验证不可压缩流体静力学基本方程，加深对位置水头、压力水头和测压管水头的理解；3. 观察真空度（负压）的产生过程，进一步加深对真空度的理解；4．测定油的相对密度；5．通过对诸多流体静力学现象的实验分析，进一步提高解决实际问题的能力。
二、实验装置1、在图1-1-1下方的横线上正确填写实验装置各部分的名称本实验的装置如图所示。
1. 测压管；2. 带标尺的测压管；3. 连通管；4. 通气阀；5. 加压打气球；6. 真空测压管；7. 截止阀；8. U 形测压管；9. 油柱；10. 水柱；11. 减压放水阀图1-1-1 流体静力学实验装置图2、说明1．所有测管液面标高均以 测压管2标尺 零读数为基准；2．仪器铭牌所注B ∇、C ∇、D ∇系测点B 、C 、D 标高；若同时取标尺零点作为 静力学基本方程 的基准，则B ∇、C ∇、D ∇亦为B z 、C z 、D z ；3．本仪器中所有阀门旋柄 均以顺 管轴线为开。
三、实验原理 在横线上正确写出以下公式1．在重力作用下不可压缩流体静力学基本方程 形式之一：z+p/γ=const（1-1-1a ）形式之二：h p p γ+=0 （1-1b ）式中 z ——被测点在基准面以上的位置高度；p ——被测点的静水压强，用相对压强表示，以下同； 0p ——水箱中液面的表面压强；γ——液体重度；h ——被测点的液体深度。
2. 油密度测量原理当U 型管中水面与油水界面齐平（图1-1-2），取其顶面为等压面，有01w 1o p h H γγ== （1-1-2） 另当U 型管中水面和油面齐平（图1-1-3），取其油水界面为等压面，则有02w o p H H γγ+= 即02w 2o w p h H H γγγ=-=- （1-1-3）h 1wh 2图1-1-2 图1-1-3由（1-1-2）、（1-1-3）两式联解可得： 21h h H +=代入式（1-1-2）得油的相对密度o dd 0=γo /γw =h1/(h1+h2) （1-1-4）根据式（1-1-4），可以用仪器（不用额外尺子）直接测得o d 。
流体力学(中国石油大学)
1 p p T
V
t p p
0 [1 t (T T0 )]
0 [1 p ( p p0 )]
《流体力学》
汪志明教授
9/24
§4 状态方程
p ZRT
Z V实际气体 V理想气体
图1.5-1.6
p pr pc
Z f ( Pr , Tr )
不容易液化的气体，在一个大气压 9 m 条件下，分子间距一般离大于 r 10 ， 不再受引力，此时的气体可以看作为是 理想气体；
《流体力学》 汪志明教授
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§1 流体力学的基本概念
流体运动与受力相关特性。 流体质点具有大的流动性，具有平移、旋转和振动等运动形式。相比之下， 固体分子的迁移受到限制，仅能在相对固定的位置振动或转动。 在外力的作用下，流体和固体表现出不同的行为特征。固体有抗拉强度， 流体(除粘弹性流体之外的)却没有抗拉强度。 流体无固定形状，它们的形状随盛装容器的形状的改变而改变，流体仅在 容器中能承受压力。 固体在弹性极限范围内能承受剪切应力，而流体只要有剪切作用存在，将 立即产生形变。 固体间摩擦力取决于其接触面的压力；而流体摩擦力与施加的压力无关。 固体在静止状态下仍存在摩擦力，而流体在静止状态下不存在剪切应力。 流体是各向同性的，与大多数固体相比。 流体定义：被认为是在外力作用下能产生连续变形的各向同性的物质。 流体运动的特征形式是流体流动，此流动可用三维欧几里得空间的连续变 换来表征。
《流体力学》 汪志明教授
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§1 流体力学的基本概念
液体与气体差别 液体的分子间距和分子有效直径差不多是相等的，当夜体受压时， 由于分子间距稍有缩小，就会表现出强大的分子斥力来抵抗外力。也就是 说，液体分子间距很难缩小，通常把液体称为不可压缩流体。 另一方面，由于分子引力的作用，液体有力求自身表面面积收缩到 最小的特性，所以在大容器里只能占据一定的体积，而在上面形成自由的 分界面。液体表面存在表面张力。 一般说来，气体分子间距较大，分子间引力很小。分子间距比分子 有效直径大得多。只有当气体分子间距缩小很多时，才会出现分子斥力， 故气体可压缩。 又因为气体分子间距离很大，分子间引力很小，这就使得气体即没 有一定的形态，也没有一定的体积。因此一定量气体进入较大容器内，由 于分子不断的运动，结果使气体均匀充满整个容器，而不会形成自由液面。 气体没有表现张力行为。
《流体力学》实验教案(全)
《流体力学》实验教案（一）word版一、实验目的1. 理解流体力学的基本概念和原理；2. 掌握流体力学实验的基本方法和技能；3. 培养观察、分析和解决问题的能力。
二、实验原理1. 流体的定义和分类；2. 流体力学的守恒定律：质量守恒定律、动量守恒定律；3. 流体的粘滞性和湍流。
三、实验设备与材料1. 流体容器；2. 流量计；3. 压力计；4. 流速计；5. 粘度计；6. 计算机及数据采集系统。
四、实验内容与步骤1. 流体容器中的静压和动压测量；2. 流体流动的粘滞性实验；3. 流体流动的湍流实验；4. 流量计和流速计的使用；5. 数据采集与处理。
五、实验报告要求1. 实验目的、原理、设备与材料介绍；2. 实验步骤与过程描述；3. 实验数据的采集与处理；4. 实验结果分析与讨论；5. 实验结论。
《流体力学》实验教案（二）word版六、实验目的1. 学习使用流量计和流速计；2. 研究流体流动的连续性方程；3. 探究流体流动的伯努利方程。
七、实验原理1. 流体流动的连续性方程：质量守恒定律在流体流动中的应用；2. 伯努利方程：流体流动中的能量守恒定律。
八、实验设备与材料1. 流体容器；2. 流量计；3. 压力计；4. 流速计；5. 计算机及数据采集系统。
九、实验内容与步骤1. 流量计和流速计的使用方法；2. 流体流动的连续性方程实验；3. 流体流动的伯努利方程实验；4. 数据采集与处理；5. 实验结果分析与讨论。
十、实验报告要求1. 实验目的、原理、设备与材料介绍；2. 实验步骤与过程描述；3. 实验数据的采集与处理；4. 实验结果分析与讨论；5. 实验结论。
《流体力学》实验教案（三）word版十一、实验目的1. 研究流体流动的阻力与压力损失；2. 学习使用压力计测量流体压力；3. 分析流体流动中的摩擦阻力。
十二、实验原理1. 流体流动的阻力与压力损失：摩擦阻力和局部阻力；2. 达西-魏斯巴赫方程：描述流体流动中压力损失的公式。
流体静力学中国石油大学(华东)流体力学实验报告
流体静力学中国石油大学(华东)流体力学实验报告篇一：《流体静力学实验》实验报告中国石油大学（华东）现代远程教育实验报告学生姓名：刘军学号：14456145005 年级专业层次：14秋《油气储运技术》网络高起专学习中心：山东济南明仁学习中心提交时间：2021年1月5日篇二：流体静力学实验报告中国石油大学（华东）现代远程教育工程流体力学学生姓名：XXXX学号：14952380XXXX年级专业层次： XXX油气开采技术高起专学习中心：XXXXXXXXXXXXXXXXXXX 提交时间： 2021 年 X 月 X 日篇三：流量计+中国石油大学(华东)流体力学实验报告中国石油大学（华东）工程流体力学实验报告实验日期：成绩：班级：学号：姓名：教师：李成华同组者：实验三、流量计实验一、实验目的（填空）1．掌握、文丘利节流式流量计的工作原理及用途；2．测定孔板流量计的流量系数?，绘制流量计的； 3．了解的结构及工作原理，掌握其使用方法。
二、实验装置1、在图1-3-1下方的横线上正确填写实验装置各部分的名称：本实验采用管流综合实验装置。
管流综合实验装置包括六根实验管路、电磁流量计、文丘利流量计、孔板流量计，其结构如图1-3-1示。
F1—— C——文丘利流量计； F2——孔板流量计；F3——；； V——； K——图1-3-1 管流综合实验装置流程图说明：本实验装置可以做流量计、沿程阻力、局部阻力、流动状态、串并联等多种管流实验。
其中V8为局部阻力实验专用阀门，V10为排气阀。
除V10外，其它阀门用于调节流量。
另外，做管流实验还用到汞-水压差计（见附录A）。
三、实验原理 1．文丘利流量计文丘利管是一种常用的量测有压管道流量的装置，见图1-3-2属压差式流量计。
它包括收缩段、喉道和扩散段三部分，安装在需要测定流量的管道上。
在收缩段进口断面1-1和喉道断面2-2上设测压孔，并接上比压计，通过量测两个断面的，就可计算管道的理论流量 Q ，再经修正得到实际流量。
中国石油大学工程流体力学教案
中国石油大学工程流体力学教案一、课程简介工程流体力学是研究流体在工程中的应用和运动的规律，是石油工程专业的一门重要课程。
本课程旨在使学生了解和掌握流体力学的基本理论、基本知识和基本方法，能够分析和解决与流体相关的工程问题。
二、教学目标1. 理解流体力学的基本概念和原理，掌握流体静力学、流体动力学的基本理论。
2. 能够运用流体力学的知识分析和解决实际工程问题。
3. 掌握流体力学的基本实验技能，能够进行流体力学实验并分析实验结果。
三、教学内容本课程的主要内容包括：1. 流体力学基本概念和原理2. 流体静力学3. 流体动力学4. 流体流动的数值模拟5. 流体力学实验四、教学方法采用课堂讲授与实验相结合的教学方法。
课堂讲授主要用于传授流体力学的基本理论和知识，实验主要用于培养学生的实验技能和分析能力。
五、教学评价课程结束后，将对学生进行考核，包括期中考试和期末考试。
期中考试主要考察学生对流体力学基本理论的理解和掌握，期末考试将综合考察学生的知识和应用能力。
实验报告也将作为评价学生实验技能和分析能力的重要依据。
六、教学安排本课程共计32课时，其中理论教学24课时，实验教学8课时。
具体安排如下：1. 流体力学基本概念和原理（4课时）2. 流体静力学（4课时）3. 流体动力学（6课时）4. 流体流动的数值模拟（4课时）5. 流体力学实验（8课时）七、教材及参考书1. 《工程流体力学》，作者：张，出版社：[出版社名称]2. 《流体力学》，作者：李，出版社：[出版社名称]3. 《流体力学实验教程》，作者：王，出版社：[出版社名称]八、课程要求1. 出勤：要求学生按时参加课堂授课，缺课次数不超过总课时的1/7。
2. 作业：认真完成布置的课后作业，按时提交。
3. 实验：认真参加实验教学，按时完成实验报告。
4. 考试：参加期末考试，满分100分。
九、课程考核课程考核分为期中考试和期末考试，各占50%。
其中：1. 期中考试：主要考察学生对流体力学基本理论的理解和掌握，形式为闭卷考试，满分100分。
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【掌握】
1、欧拉法及其加速度表达式；
2、流体运动的概念;
3、理想流体运动微分方程（欧拉方程)；
4、缓变流断面及其特性；
5、动能修正系数及其物理意义；
6、节流式流量计基本原理及流量计算公式；
7、驻压强及测速管原理；
8、流动吸力的基本原理；
9、水头线与水力坡降;
10、泵的扬程及功率。
【重点掌握】
习题
2-1
2-10
２-14
*2-15
2-１6
2－19
2－2１
２-22
2-25
＊选做
第三章
流体运动学与动力学基础
(共16学时，
课堂教学14学时，
实验2学时)
一、核心知识点
基本概念,欧拉运动微分方程,连续性方程(质量守恒)，伯努利方程(能量守恒）,动量方程(动量守恒)，方程的应用。
二、教学基本要求
【了解】
２、何谓管路特征曲线？有何用途?
3、长管的水力计算通常有哪几类问题?计算方法和步骤各如何？
４、串并联管路及其水力特征。
5、何谓管路综合阻力系数？何谓作用水头？如何确定综合阻力系数？
６、孔口和管嘴各有何特点?有什么区别？流量系数、流速系数、收缩系数的物理意义如何？它们之间成怎样的关系？
７、水击现象产生的物理原因是什么？
二、教学基本要求
【了解】
1、势函数;
2、巴斯加定律；
3、物体在液体中的潜浮原理。
【掌握】
1、流体静压力的概念及其两个特性;
2、流体平衡微分方程及其积分式；
3、等压面及其方程、性质；
4、几种质量力作用下的流体平衡(相对平衡问题)。
【重点掌握】
1、静力学基本方程及其应用（液式测压计）；
2、各种压强的表示方法;
二、教学基本要求
【了解】
１、Ｎ-Ｓ方程及各项含义;
2、紊流理论。
【掌握】
1、阻力产生的原因及分类；
2、层流和紊流及转化标准（雷诺数）;
3、因次齐次性原理及因次分析方法(π定理）;
4、相似原理,牛顿数及三个相似准数;
5、圆管层流分析结果;
6、水力光滑管与水力粗糙管。
【重点掌握】
1、沿程摩阻系数的计算方法；
3、何谓稳定流动和不稳定流动？试举例说明其区别。
4、何谓流线?流线有什么特点？流线与迹线有什么不同？方程?
５、引入断面平均流速有什么好处?它和实际流速有什么关系？
6、体积流量、质量流量和重量流量之间的关系如何？公式及单位？
7、连续性方程的物理意义如何?
8、欧拉运动微分方程式的物理意义如何？适用于什么情况?
５、N－S方程的物理意义是什么？
６、何谓相似原理?动力学相似包括、和。
7、常用的相似准数有哪些?公式和物理意义?
8、圆管层流速度分布公式、沿程水头损失的计算公式及其他相关公式。
9、水力光滑和水力粗糙如何划分?
10、怎样进行阻力实验来确定沿程水力摩阻系数λ和局部阻力系数ξ值？
１１、试总结计算水头损失的方法和步骤。
【掌握】
1、非牛顿流体运动的研究方法;
2、塑性流体的流动规律;
3、幂律流体的流动规律。
【重点掌握】
1、非牛顿流体及其流变方程。
三、实验
无。
四、思考与练习
1、非牛顿流体有哪些类型?各有何特点?
2、何谓流变曲线和流变方程？各种非牛顿流体的流变曲线如何?
3、何谓视粘度和结构粘度？
1、连续性方程；
2、实际流体总流的伯诺利方程（能量方程）,泵对液流能量的增加;
3、稳定流动量方程的应用。
三、实验
【必做】
1、孔板流量计实验。
【选做】
1、能量方程实验；
2、动量定律实验。
【演示】
1、烟风流线演示实验。
四、思考与练习
1、拉格朗日法和欧拉法在分析流体运动上有什么区别？为什么常用欧拉法?
２、欧拉法中流体的加速度如何表示?
7、牛顿内摩擦定律的内容、数学表达式、适用条件。
8、理想流体与实际流体的差别。
Ｐ１1
第一章
习题
1－5
1－9
第二章
流体静力学
(共1２学时，
课堂教学１0学时,
实验2学时)
一、核心知识点
证明流体力学定理的方法（微元分析法），流体平衡微分方程式,静力学基本方程式，等压面方程（测压计)，作用于平面和曲面上的力。
使用教材:工程流体力学
参考资料：工程流体力学学习指导书及配套习题集
课程简介
本课程是研究流体的运动和平衡规律以及流体和固体之间相互作用的一门科学,本课程的任务是系统介绍流体的力学性质、流体力学的基本概念和观点、基础理论和常用分析方法、有关的工程应用知识等;培养学生具有对简单流体力学问题的分析和求解能力,掌握一定的实验技能，为今后学习专业课程,从事相关的工程技术和科学研究工作打下坚实基础。
9、流束和总流的伯诺利方程式有何区别？其适用条件如何?各项的物理意义又如何？
10、什么是缓变流断面,其特征、水力特征?
11、动能修正系数的物理意义？其值有何特点?
1２、常用的节流式流量计有哪些?其基本原理如何?流量计算公式?
１3、何谓驻压强、总压强?测速管的基本原理如何?
１4、水头线的画法？何谓水力坡降?
3、平面总压力的计算;
4、曲面总压力的计算。
三、实验
【必做】
１、水静压强实验。
【演示】
1、平面静水总压力演示实验;
2、液体相对平衡演示实验。
四、思考与练习
１、流体静压力有哪些特性?如何证明?
2、试述流体平衡微分方程式的推导步骤,其物理意义和适用范围是什么？
3、等压面定义、方程及性质。
4、等压面及其特性如何?
学习建议
本课程要求学生具备较好的数学、物理和力学基础。需先修高等数学、大学物理学、理论力学等课程。学习过程中要侧重于流体力学分析问题、解决问题的方法，同时还应注意结合实验和工程实际问题，认真做好听课、复习、作业等环节内容。全面培养解决实际问题的能力。
章节
主要内容
上交作业
备注
绪论
(共1学时,
课堂教学1学时）
1、液体与气体有哪些不同性质？
2、连续介质假设的内容、引入的目的意义。
3、密度、重度、相对密度的定义及它们之间的关系。
4、流体的压缩性和膨胀性如何去度量？温度和压力对它们怎样影响?
5、流体的粘性?温度对液体和气体粘性的影响，原因何在？
6、作用在流体上的力，包括和？在何种情况下有惯性力?何种情况下没有摩擦力?
１5、何谓泵的扬程?泵的功率？
1６、何谓液流的动量方程?它可以解决哪些问题?
P82
第三章
习题
3-1
3-2
3-７
３-8
3-1０
３-11
3-12
3-1５
３-19
3-２０
３-2１
第四章
流体阻力和水头损失
(共1６学时,
课堂教学１２学时，
实验４学时)
一、核心知识点
形成阻力的原因,阻力分类及两种流态，实际流体的运动，实际流体运动微分方程式，因次分析方法、相似原理，水头损失的计算方法。
一、核心知识点
流体力学的研究对象、任务和方法,流体力学的发展简况。
二、教学基本要求
【了解】
1、流体力学的发展简况;
2、流体力学在石油工业中的地位和作用。
【掌握】
１、工程流体力学的研究对象、任务和方法。
【重点掌握】
无
三、实验
无
四、思考与练习
无
无
第一章
流体及其主要物理性质
（共3学时,
课堂教学3学时）
一、核心知识点
2、局部水头损失的计算公式;
3、水头损失的计算方法；
4、综合水力计算问题。
三、实验
【必做】
1、流动状态实验;
2、沿程水头损失实验。
【演示】
1、层流流线演示实验；
2、雷诺演示实验。
四、思考与练习
1、流动阻力产生的原因及分类。
2、湿周,水力半径,当量直径？
３、绝对粗糙度、平均粗糙度和相对粗糙度的概念？
4、两种流态各有何特点？如何判断流态?
5、静力学基本方程式的两个形式、几何意义和物理意义，使用条件；压强分布图的画法。
6、绝对压力、表压和真空度的意义及其间的相互关系如何？
７、液式测压计的水力学原理是什么？工作液的选择和量程范围及精度有什么关系？
8、何谓相对静止流体?分析的方法如何？单位质量力的分析，自由液面、等压面的确定。
P38
第二章
Ｐ141
第四章
习题
4－1
4-6
4-7
４-9
*4－10
4-１1
4－１7
4-23
＊选做
第五章
压力管路的水力计算
(共10学时,
课堂教学１0学时)
一、核心知识点
长管水力计算，短管水力计算，串并联管路和分支管路，孔口和管嘴出流,水击现象。
二、教学基本要求
【了解】
1、管路特性曲线；
2、第二类、第三类长管问题的水力计算;
P167
第五章
习题
５-１
5-2
５-６
5-7
5-8
5-1８
5-19
５-20
第六章
非牛顿流体运动基础
(共6学时,
课堂教学6学时）
一、核心知识点
非牛顿流体及其流变方程,非牛顿流体运动的研究方法,塑性流体的流动规律,幂律流体的流动规律。
二、教学基本要求
【了解】
1、判别非牛顿流体流动的Ｚ值方法;
２、非牛顿流体的物理参数测定。
3、水击过程分析；