工程流体力学论文

工程流体力学论文（精选6篇）

篇1：工程流体力学论文

中图分类号：o368 文献标识：a 文章编号：

1009-420207-000-01

摘要工程流体力学在工程中广泛应用，本文对工程流体力学的背景，发展，内容，应用，分支和前景做了简单介绍。

关键词工程流体力学 发展史 内容应用 发展前景

一、背景

在人类历史上，面对河道决堤，洪期到来，人类束手无策的案例数不胜数，还有河田的干旱，河运交通的堵塞给人类带来的不便也是不计其数。但是随着人类文明的发展，人类开始对河水治理，桥梁建造，农业灌溉，河水航运等有了较多的需求，人类同时也就对水流运动的规律有了较多的需求和经验。但是要合理自如的.控制和运用流体，人类就需要一个比较系统的学科理论去指导，于是工程流体力学的诞生已经迫在眉睫。

二、发展史

中国史上的大禹治水，李冰父子建立的都江堰，就是对水认识的萌芽，古罗马人也在早期就建立起了比较完善的供水管道系统。但是对流体力学一个比较科学的认识还是要在公元前250年左右古希腊伟大的科学家阿基米德写的《论浮体》后，这本书对流体运动做了一个比较科学的总结，可以算得上是流体力学的鼻祖了。很遗憾的是在接下来的很长一段时间内，因为种种原因，流体力学并没有得到进一步发展。直到16世纪以后，西方资本主义国家的生产力

篇2：工程流体力学论文

一、心得体会 通过这五天的实习，让我学到了很多课堂上根本学不到得东西，仿佛自己 工程力学认识实习报告 3工程力学结业报告工程力学工程力学专业介绍工程力学试题及答案工程力学试题

一、心得体会

通过这五天的实习，让我学到了很多课堂上根本学不到得东西，仿佛自己一下子成熟了，不仅懂得了怎样做事而且懂得了很多做人得道理。我也明白了肩上得重任，看清了人生和今后努力的方向，不管遇到什么事情都要认真得思考，不能太过急躁，要对自己所做的事情负责，同时也理解了很多事情，为以后工作积累了一些经验。

我知道工作是一项热情得事业，并且要有持之以恒的品质精神和吃苦耐劳的品质。这次难得的认识实习经历，是我打开了视野，增长了见识，为我们今后进一步走向社会打下了基础。

二、成果总结

力学在机械工程中的应用

在视频力学在机械工程中的应用中，我们明白了一些力学研究中的问题，如：结构部件为什么在某种条件下失效？如何定量精确预报事故发生？等。机械是机构与机器的合成，我们重点了解构件承载能力的分析，机械振动的计算，机构运动的设计。承载力学是力学应用的重要方面，在对强度的计算中会运用到计算力学，机构的承载能力与刚度，稳定性，强度。在对机械振动的计算中我们还运用了机震力，在对机构运动设计中应用了理论力学与机械原理。

化学工业中的流体力学

在视频化学工业中的流体力学中，我们知道了板式塔中塔板的种类，有无溢流塔板，泡罩塔板，F型塔板，T型塔板等。填料塔中填料的种类，还有萃取塔，流化床与气液两相流等概念。

力学在土木工程中得应用

在观看力学在土木工程中的应用中我们知道了在土木建筑中会运用到结构力学、弹性力学、材料力学等力学知识。

力学与现代生活

在视频中我们了解到一些力学问题造成的重大影响，如86年挑战者号的爆炸知识因为没有考虑到温度对一个小小橡皮圈的影响，还有塔库马悬桥的倒塌，只是因为流动的空气形成了卡门涡街。我们运用伯努里定律设计飞机的机翼，再根据机翼上下面风速差产生压力使飞机飞起来。航天工程，生命领域，能源领域均是以力学为基础的，我们可以运用流体力学原理解决股市问题，连亚洲金融风暴也可以用连通器原理解释。

钻井设备与工艺，采油设备，压裂酸化，修井作业与设备，井下工具

在视频中我们了解到钻机的组成是由起升系统，旋转系统，循环系统，动力设备，传动系统，控制系统，井架和底座，辅助设备组成。钻机的工作过程是由正常钻进，接单根，下钻，起钻组成。采油的设备有抽油机抽油与电泵采油，井下工具有封隔器，喷砂器，配水器。

工程力学认识实习“工程力学实习报告”(2): 力学在水利工程中的应用 在视频力学在水利工程中的应用中我们了解到灌溉中的渡槽是由槽深和下部支撑构成的，它会承受水载荷，风载荷，自重的影响。解决这些问题会运用到理论力学，材 力学在水利工程中的应用

在视频力学在水利工程中的应用中我们了解到灌溉中的渡槽是由槽深和下部支撑构成的，它会承受水载荷，风载荷，自重的影响。解决这些问题会运用到理论力学，材料力学，结构力学进行受力分析。大坝分为重力坝和拱坝，重力坝的特点是体积大，在分析其受力时我们会运用到材料力学，弹性力学，塑性力学，有限单元法。而拱坝则是由梁和拱共同作用。在计算地震对坝体影响时会用到振动理论，在研究放水时对坝体影响时会运用到固体力学，流体力学，交叉学科。

力学在船舶及海洋工程中的应用

在视频力学在船舶及海洋工程中的应用中我们了解到在轮船的行驶中，轮船的平稳行驶是水轮机与船闸作用的结果，船闸的主题是闸手。浮力是指被物体排开水的重量，船舶的前进是靠反作用力做推力而推进的，轮船行驶中受到的阻力又与器速度有关。船梁是一种超静定的构件。

对于工程力学的认识

工程力学专业的特色和优势就是与任何学科都又联系，分类广泛。专业的培养目标是掌握理论分析能力，能将复杂的问题简单化处理然后再复杂的分析。要掌握计算工具，如Ansys，Fluent等。掌握实践能力，力学是与实践能力相挂钩的学科。

三、认识收获

篇3：工程力学学科与《工程力学》课程

关键词：工程力学,技术科学,发展

一、《工程力学》课程简介

《工程力学》是机械类专业的一门技术基础课, 其主要的任务为:

a.研究材料的力学性能

b.研究构件的强度、刚度和稳定性等

c.合理解决安全与经济之间的矛盾

构件的强度、刚度和稳定性不仅与构件的形状有关, 而且与所用材料的力学性能有关, 因此在进行理论分析的基础上, 实验研究是完成材料力学的任务所必需的途径和手段。

二、《工程力学》学科简介

力学是基础科学, 又是技术科学, 其发展横跨理工, 与各行业的结合是非常密切的。与力学相关的基础学科有数学、物理、化学、天文、地球科学及生命科学等, 与力学相关的工程学科有机械、土木、航空航天、交通、能源、化工、材料、环境、船舶与海洋等等。

20世纪力学已经与工程交叉产生了工程力学

工程力学是研究有关物质宏观运动规律, 及其应用的科学, 工程力学提出问题, 力学的研究成果改进工程设计思想。从工程上的应用来说, 工程力学包括:质点及刚体力学, 固体力学, 流体力学, 流变学, 土力学, 岩体力学等。

三、《工程力学》的发展历史

力学知识最早起源于对自然现象的观察和在生产劳动中的经验。人们在建筑、灌溉等劳动中使用杠杆、斜面、汲水器具, 逐渐积累起对平衡物体受力情况的认识。

古希腊的阿基米德对杠杆平衡、物体重心位置、物体在水中受到的浮力等作了系统研究, 确定它们的基本规律, 初步奠定了静力学即平衡理论的基础。

但是对力和运动之间的关系, 只是在欧洲文艺复兴时期以后才逐渐有了正确的认识。伽利略在实验研究和理论分析的基础上, 最早阐明自由落体运动的规律, 提出加速度的概念。牛顿继承和发展前人的研究成果, 提出物体运动三定律。伽利略、牛顿奠定了动力学的基础。

牛顿运动定律的建立标志着力学开始成为一门科学。

16世纪以前力学发展较慢;

中国虽然有很多水利、桥梁、土木等等的伟大工程, 却没有发表过力学方面的文献;

力学与数学关系紧密、力学的发展与工程的需要密不可分;

现将相关文献记载的力学的里程碑式记载罗列:

托勒密 (100-170) 在《大汇编》中建立了太阳系运行的托勒密体系。

希罗在《气体力学》中设计了真空、水与空气的压力、虹吸管、玩具和一种用蒸汽驱动的旋转机械。

怕普斯 (300-350) 在《数学汇编第八卷》中汇集了古希腊对力学研究的成果。1022年。

约旦努在《重物的论述》中讨论了物体的平衡问题, 包含了虚功原理的萌芽。1533年。

哥白尼在《天体运行论》中提出了太阳系的哥白尼系统。1543年。

开普勒在《宇宙的和谐》中总结了行星运行的三大定律。1619年。

斯梯芬的《静力学原理》是静力学体系标志性著作。1586年。

默森在《宇宙的和谐》是最早关于声音、音乐和乐器的著作。1627年。

登玉函王徽在《远西奇器图说》中最早介绍了西方力学知识。1627年。

伽利略在《关于托勒密与哥白尼两大世界体系的对话》中系统地论证了哥白尼系统, 提出惯性运动的概念。1632年。

《关于两门新科学的对话》总结了材料强度、自由落体和抛物体的运动规律。1638年。

托里拆利在《论重物的运动》中证明了孔口出流的速度与液高的平方根成比例, 还指出位置最低时得好, 是平衡稳定性的最早提法。1644年。

波义耳在《关于空气的弹性及其效果的物理力学新实验》中给出了弹性力学能量正定性的不等式。1909年。

索维菲在《对流动转变为湍流的解释》是对层流稳定性的较早研究, 得到了非自共轭的Orr-Sommerfeld偏微分方程。1909年。

冯.米赛斯在《塑性变形固体的力学》中提出固体在一定应力状态下的一种屈服, 被称为米赛斯条件。1913年。

迦辽金在《在某些杆与板平衡问题中的级数》中提出一种直接离散的近似方法, 被称为伽辽金方法。1915年。

诺特在《变分问题的不变量》中给出了两个关于动力系统的不变量定理, 对20世纪力学和物理的发展产生了深刻的影响。1918年。

格里菲斯在《固体的流动与断裂现象》是断裂力学的最早文献。1920年。

四、21世纪力学发张趋势

固体力学方面:

经典的连续介质力学的模型和体系可能被突破, 它们可能将包括某些对宏观力学行为起敏感作用的细观和微观因素, 以及它们的演化, 从而使符合材料的强化、韧化和功能化立足于科学的认识之上。

固体力学将融汇力-热-电-磁等效应, 机械力与热、电、磁等效应的转换和控制, 从而解决微机械、微工艺、微控制等方面急需解决的问题。

固体力学中非线性动力学、非平衡统计和热力学的概念和方法将大大丰富起来。

随着计算机的飞速发展, 分子动力学等微观模拟方法、复杂结构的仿真分析将更大规模更迅速地在固体力学和工程设计中得到应用和发展。

流体力学方面:

为了尽可能多地开采地下油气, 需要深入研究渗流机理并定量化。它的研究还有助于了解各种新陈代谢的宏观机制。

化工流程的审计, 很大程度上归结为流体运动的计算问题。由于流动的复杂性, 针对若干典型化工设备进行深入的研究, 将为化工设计和生物技术产业化等提供新方法和基础。而复杂流场计算需要各种计算方法和理论, 必须发展新的计算机软硬件, 这就必须在计算流体力学上投入更大的力量。

化工流程的设计, 很大程度上归结为流体运动的计算问题。由于流动的复杂性, 针对若干典型化工设备进行深入的研究, 将为化工设计和生物技术产业化等提供心新方法和基础。

一般力学方面:

随着技术的发展, 诸如机器人、人造卫星和高速列车等领域的得发展, 急需解决多体系统的运动和控制、大尺度柔性部件和液体的运动稳定性、车辆与轨道做一个高度复杂非线性系统等的建模, 求解理论和方法等的研究分析。

一般力学进来以纪念馆进入生物体运动的研究, 例如研究人和动物行走、奔跑及跳跃中的力学问题。其研究结果可提供生物进化论方向的理性认识, 也可为提高某些机构、机械的性能提供指导。

力学与其他学科的交叉:

所为学科的交叉可以分为三类:

学科内部不同分支交叉, 例如流体弹性力学。

两不同学科间的交叉, 例如物理力学。

篇4：工程流体力学论文

[摘 要]“工程流体力学”在热能工程专业教学中占据着举足轻重的地位，但在教学过程中存在“老师难教，学生难学”的问题。解决问题的方法在于提高学生的学习兴趣，教学内容分块，CFD在工程流体力学上进行应用，多媒体和板书结合，改革考试方式，采取科学的教学方式和多元合理的考核方法，提高“工程流体力学”课程的教学质量，培养学生的专业能力，提升学生的综合素质。

[关键词]工程流体力学 热能工程 教学探讨

[中图分类号] G642.3[文献标识码] A[文章编号] 2095-3437（2015）06-0125-02

一、引言

“工程流体力学”是研究工程中流体（液体和气体）的力学运动规律及其应用的学科，它主要研究在各种力的作用下，流体本身的静止状态和运动状态，以及流体和固体壁面、流体和流体间、流体与其他运动形态之间的相互作用和流动的规律。它不追求数学上的严密性，而是趋向于解决工程中出现的实际问题。由于热能工程中所研究的传热介质通常都是固体小颗粒，液体（水、汽、油），空气等，因而只有熟练地掌握工程中流体的力学运动规律才能了解热能工程工业过程中的流动、传热和传质过程，建立热过程数学模型，为改进工艺、优化工艺参数和开发、研制新型高效节能的工业热设备提供必要的理论基础。

然而，要想学好这门课程却不容易。一方面是这门课程所涉及的面广，需要非常熟练地运用高等数学、材料力学、大学物理这些课程的公式，另一方面流体本身就比较抽象，相比其他学科这门课程非常枯燥，学生如果不在课下多下工夫很难跟上老师课上的节奏。因而总有老师反映该课程难教，学生诉苦课程难学。由于“工程流体力学”在热能工程专业中占据着举足轻重的地位，因而这门课程的教学改革显得尤为重要。

二、工程流体力学和热能专业学科的联系

（一）“工程流体力学”和“传热学”的联系

传热不仅是常见的自然现象，而且广泛存在于工程技术领域。就教学内容来说，“传热学”与“工程流体力学”课程有紧密的关联性和延续性。传热的基本方式有热传导、热对流和热辐射三种。工程上广泛遇到的对流换热，是指流体与其接触的固体壁面之间的换热过程，是流体边界层热传导和流体运动热对流综合作用的结果。因此，“工程热力学”和“传热学”这两门专业基础课程紧密相连，有些学校直接将“流体力学与传热学基础”作为一门课程进行教授。

（二）“工程流体力学”与“工程热力学”的联系

“工程热力学”也是热能工程专业的专业基础课。“工程热力学”和“工程流体力学”这两门课程的内容既有区别，又有联系，通过对比教学可以加深学生对概念的理解。比如对于“理想气体”与“理想流体”的概念，工程热力学中的“理想气体”指分子是弹性的、不占体积的质点，且分子间没有相互作用力;而流体力学课程中的“理想流体”是假想的、无黏性的流体。这两种流体虽然都是假想流体，但概念完全不同。通过对比分析，使学生更容易理解概念间的差别，利于专业素质的培养。

三、教学方法的探讨

（一）提高学生的学习兴趣

由于“工程流体力学”这门课程比较抽象和枯燥，因而学生在学习过程中效率很低。兴趣是成功之父。如果能够抓住学生的学习兴趣，那么就相当于完成了该课程一半的教学任务，学生在接下来的学习就会变被动为主动。比如男生喜欢汽车，可以在教学过程中找一些流体力学成功运用在汽车行业的例子，这样就能激发学生对感兴趣领域的探索，主动学习这门课程。如果能够引导学生解决学习上遇到的难题也将会收到很好的效果。学生在学习过程中遇到难题时，老师不应直接把答案告诉学生，而是通过循循善诱的方式引导，让学生自己征服一个又一个困难，获得心灵上的满足和智力上的发展。

（二）教学内容分块

流体力学的教学内容可以分为偏理论和偏工程实际两大块，不同的学生对流体力学知识需求不同，因而在教学过程中老师可以将流体力学分为学术类和工程技术类。许多同学在大三就确定接下来继续深造还是找工作。所以，在开始教学的时候让决定继续深造的学生接受偏理论的学习，使他们集中精力考研;让毕业要找工作的学生学习技术类的内容，为他们接下来找工提供一份有分量的筹码。

（三）CFD在“工程流体力学”上的应用

CFD是近代流体力学与数值计算方法和计算机科学结合的产物。它以电子计算机为工具，应用各种离散化的数学方法，用以模拟仿真实际的流体流动情况，对流体力学的各类问题进行数值实验、计算机模拟和分析研究。CFD软件一般都能推出多种优化的物理模型，如定常和非定常流动、层流、紊流、不可压缩和可压缩流动等等。CFD引入教学可以将抽象概念变成形象的画面，提高学生的学习兴趣和积极性，有利于加深学生对概念和相应知识的理解与运用。

（四）多媒体和板书的结合

正确处理多媒体和板书的关系，既要将多媒体这种现代化的教学方式充分利用起来，开阔同学们的视野，还要加强传统的板书教学，加深学生对关键公式的理解记忆。多媒体教学能够将很抽象的流体流动形象的展现出来，能够激发学生的联想能力，使学生对流体力学模型有一定的感性认识。如讲到卡门涡街，有风吹过电线发出嗡呜声的动态画面;在讲到机翼升力原理，有飞机在起飞和降落时机翼的画面;在讲到伯努利方程，有水库储水和放水的画面。流体在流动过程中的动态过程如果不是亲眼所见，很难建立起清晰的数学物理模型。但是光有对现象表面的认识是不够的，要想透过表面的现象认清本质还应该建立起数学物理模型，要通过大量的公式推导求证得出，这样就需要老师通过对重点知识的反复书写讲解，加深学生对公式的理解和记忆。这两种教学方法相辅相成，既避免了学生的长时间精力高度集中产生疲劳，又加深了他们对这门课程的理解。

（五）考试的改革

考试成绩能够反映出学生对课程的掌握程度，但这并不是绝对的，因而要减少期末成绩在该课程评定上所占的权重。以往考试内容客观题占大多数，包括概念、原理、理论计算题，而运用流体力学知识来解决工程实际问题和培养创新性思维的主观题非常少。考试形式几乎都是闭卷，因而在课程期末考试普遍存在死记硬背的突击现象，这对学科知识的理解和运用是非常不利的，不仅降低了学生学习的主动性，更限制了大学生创造力的培养。但是以考试督促学生对课程的学习还是非常必要的，使考试试题规范、科学、新颖，才能既考查了基本知识，又提高了学生解决实际问题的能力。同时，老师应该多增加课堂和学生的互动，并且增加这一方面的考核。改革后的考试方法避免了学生只注重记忆，是对学生知识、能力和素养的全面考核，提高学生的不同能力，提升综合素质。

四、结束语

为使学生更好地学习和掌握“工程流体力学”课程的内容，教学改革是必要的和紧迫的。以上教学方法的改革与实践可以开阔学生的视野，激发学生的学习兴趣，培养学生创新能力，提高教学质量。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 王福军.计算流体动力学分析[M].北京：清华大学出版社，2004.

[2] 严宗毅，苏卫东.在流体力学教学中调动学生学习主动性，培养创新精神[J].力学与实践，2001（3）：53-56.

[3] 赵琴，杨小林，严敬.CFD技术在工程流体力学教学中的应用[J].高等教育研究，2008（1）：28-29.

[4] 李夏隆，白振飞，刘波.普通高等院校课程考试现状分析及对策初探[J].榆林学院学报，2009（5）：88-90.

[5] 宋文武，符杰，李庆刚.关于构建“热能与动力工程”大专业多方向课程体系的思考——基于培养复合型应用人才的视角[J].高等教育研究，2011（4）：44-48.

[6] 柏朝晖，米晓云，张希艳.新能源材料与器件专业建设的探索[J].大学教育，2013（6）：52.

[7] 代乾，王泽生，杨俊兰.能源与动力工程专业热工系列课程改革实践[J].中国电力教育，2013（5）：74-75.

[8] 李贺松.工程流体力学教学中引入相关技术的探讨[J].赤峰学院学报（自然科学版），2010（4）：7-8.

[责任编辑：钟 岚]

[收稿时间]2014-12-28

[基金项目]本文系“江苏大学高级专业人才科研启动基金”（No.11JDG152）和“江苏大学大学生实践创新训练项目”（No.201310299007W）的研究成果。

篇5：工程流体力学课后习题答案袁恩熙

解：4ºC时 相对密度：

所以，1-2.甘油在温度0ºC时密度为1.26g/cm3，求以国际单位表示的密度和重度。

解：

1-3.水的体积弹性系数为1.96×109N/m2，问压强改变多少时，它的体积相对压缩1％？ 解：

1-4.容积4m3的水，温度不变，当压强增加105N/m2时容积减少1000cm3，求该水的体积压缩系数βp和体积弹性系数E。

解：

1-5.用200L汽油桶装相对密度为0.70的汽油，罐装时液面上压强为1个大气压，封闭后由于温度变化升高了20ºC，此时汽油的蒸气压为0.18大气压。若汽油的膨胀系数为0.0006ºC－1，弹性系数为14000kg/cm2。试计算由于压力及温度变化所增减的体积？问灌桶时每桶最多不超过多少公斤为宜？ 解：E＝E’·g＝14000×9.8×104Pa Δp＝0.18at 所以，从初始状态积分到最终状态得：

另解：设灌桶时每桶最多不超过V升，则（1大气压＝1Kg/cm2）V＝197.6升 dVt＝2.41升 dVp＝2.52×10-3升 G＝0.1976×700＝138Kg＝1352.4N 1-6.石油相对密度0.9，粘度28cP，求运动粘度为多少m2/s? 解：

1-7.相对密度0.89的石油，温度20ºC时的运动粘度为40cSt，求动力粘度为多少？ 解：

ν＝40cSt＝0.4St＝0.4×10-4m2/s μ＝νρ＝0.4×10-4×890＝3.56×10-2 Pa·s 1-8.图示一平板在油面上作水平运动，已知运动速度u=1m/s，板与固定边界的距离δ=1，油的动力粘度μ＝1.147Pa·s，由平板所带动的油层的运动速度呈直线分布，求作用在平板单位面积上的粘性阻力为多少？ 解：

1-9.如图所示活塞油缸，其直径D＝12cm，活塞直径d＝11.96cm，活塞长度L＝14cm，油的μ＝0.65P，当活塞移动速度为0.5m/s时，试求拉回活塞所需的力F=？ 解：A＝πdL , μ＝0.65P＝0.065 Pa·s , Δu＝0.5m/s , Δy=(D-d)/2 第二章 流体静力学 2-1.如图所示的U形管中装有水银与水，试求：

（1）A、C两点的绝对压力及表压各为多少？（2）A、B两点的高度差为多少？ 解：① pA表＝γh水＝0.3mH2O＝0.03at＝0.3×9800Pa＝2940Pa pA绝＝pa+ pA表＝（10+0.3）mH2O＝1.03at＝10.3×9800Pa ＝100940Pa pC表＝γhghhg+ pA表＝0.1×13.6mH2O+0.3mH2O＝1.66mH2O＝0.166at ＝1.66×9800Pa＝16268Pa pC绝＝pa+ pC表＝（10+1.66）mH2O＝11.66 mH2O ＝1.166at＝11.66×9800Pa＝114268Pa ② 30cmH2O＝13.6h cmH2Oh＝30/13.6cm=2.2cm 题2-2 题2-3 2-2.水银压力计装置如图。求管中心A处绝对压力及表压力？（设油品相对密度为0.9）解：pA表＝15×13.6－10+35×0.9cmH2O＝225.5cmH2O＝0.2255at＝2.2099×104Pa pA绝＝pa+ pA表＝（10+2.255）mH2O＝1.2255at＝120099Pa 2-3.今有U形管，内装水和四氯化碳（CCl4），如图所示。试求四氯化碳的相对密度。

解：列等压面方程：

30.6cmH2O＝17.8cmH2O+8.0× 2-4.图示水罐中气体绝对压强p1＝1.5×104Pa，高度 H＝1m。当时的大气压强相当于745mm水银柱高。试求玻璃管中水银的上升高度h为多少？ 解：绝对压强p1＝1.5×104Pa 题2-4 p1+γH＝pa－γhgh γhgh＝745×10-3×13.6×9800-1.5× 104-9800×1 ＝9.929×104-1.5×104-0.98×104＝7.449×104Pa h＝7.449×104/(13.6×9800)=0.56m 2-5.油罐内装相对密度0.8的油品，下有底水，为测定油深及油面上的压力，装置如图所示的U形管水银压力计，测得各液面位置如图。试确定油面高度H及液面压力p0。

解：13.6×0.5-0.8＝6mH2O 6-1.6＝6-0.4－d油H H＝（1.6-0.4）/d油＝1.5m P0＝6-1.6mH2O＝4.4mH2O＝0.44at＝4.312×104Pa（表压）题2-5图 2-6.油罐内装相对密度0.70的汽油，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的甘油，一端接通油罐顶部空间，一端接压气管。同时，压气管的另一支引入油罐底以上0.40m处，压气后，当液面有气逸出时，根据U形管内油面高差h＝0.70m来推算油罐内的油深H为多少？ 解：p－γ甘油Δh＝p－γ汽油（H-0.4）H＝γ甘油Δh/γ汽油+0.4=1.26×0.7/0.70+0.4=1.66m 2-7.为测定油品重度，用如下装置，经过1管或2管输入气体，直至罐内油面出现气泡为止。用U形管水银压力计分别量出1管通气时的Δh1，及2管通气时的Δh2。试根据1、2两管的沉没深度H1和H2以及Δh1和Δh2，推求油品重度的表达式。

解：

2-8.如图所示热水锅炉，h2＝50mm，问锅炉内液面在何处？（要求作图表示不必计算）液面上蒸汽压力为多少？右侧两管的液面差h1应为多少？ 解：① C—D ② p0＝γhgh2 ＝13.6×9800×50×10-3pa＝6664Pa ③ p0＝γhgh2＝γ水h1 题2－8图 题2－9图 题2－10图 2-9.图示两水管以U形压力计相连，A、B两点高差1m，U形管内装水银，若读数h＝0.50m，求A、B两点的压差为多少？ 解：HA－HB＝1－h＝1-0.50＝0.50m 2-10.欲测输油管上A、B两点的压差，使用U形管压差计，内装水银，若读数h＝360mm，油的相对密度0.78，则pA－pB＝？ 解：

2-11.为测水管上微小压差，使用倒U形管，上部充以相对密度0.92的油，若h＝125mm，求pA－pB＝？ 解：

2-12.图示为校正压力表的压挤机，密闭室内油的容积V＝300cm3，圆柱塞直径d＝10mm，柱的螺距t＝2mm，摇柄半径r＝150mm，求获得250大气压时所需的手摇轮的转数？（根据油的压缩性找出体积平衡关系，p＝4.75×10-10Pa-1）解：

2-13.用水银测压计测量容器中的压力，测得水银柱高差为h，如图所示。若将测压管下移到虚线位置，左侧水银面下降z，如果容器内压力不变，问水银柱高差h是否改变？改变多少？若容器内是空气，重度γa＝11.82N/m3，结果又如何？ 解：p+γ水z＝γHgh h`=[p+γ水(z+Δz)]/γHg Δh= h`-h=[p+γ水(z+Δz)-p-γ水z]/γHg=(γ水/γHg)Δz =Δz/13.6≈0.07353Δz 所以，水银柱高度差h变大。

若容器中是空气γa＝11.82N/m3 p=γHghh=p/γHg 与z无关，h不变 2-14.利用装有液体并与物体一起运动的U形管量测物体的加速度，如图所示。U形管直径很小，L＝30cm，h＝5cm。求物体加速度a为多少？ 解：自由液面方程：

其中，x1＝－15cm，x2＝－15cm，zs1－zs2＝h＝5cm zs1－zs2＝－a（x2－x1）/ga＝gh/L=9.8×0.05/0.3=1.63m/s2 2-15.盛水容器，试求其中深度H＝1m处的液体压力。

（1）容器以6m/s2的匀加速度垂直上升时；

（2）容器以6m/s2的匀加速度垂直下降时；

（3）自由下落时；

（4）容器以15m/s2的匀加速度下降时；

解：如图建立直角坐标系，则在dp＝ρ(Xdx+Ydy+Zdz)中有：

X＝0，Y＝0，Z＝－g－a 所以，dp＝-(g+a)ρdz 积分上式：p＝-(g+a)ρz+C 代入边界条件：z＝0时，p＝0（表压）得C＝0 所以：p＝-(g+a)ρz，令－z＝H 得：p＝(g+a)ρH（1）容器以6m/s2的匀加速度垂直上升时：a＝6m/s2 p＝(g+a)ρH＝（9.8+6）×1000×1＝15800Pa＝0.16at（2）容器以6m/s2的匀加速度垂直下降时：a＝－6m/s2 p＝(g+a)ρH＝（9.8－6）×1000×1＝3800Pa＝0.039at（3）自由下落时：a＝－9.8 m/s2 p＝(g+a)ρH＝（9.8-9.8）×1000×1＝0（4）容器以15m/s2的匀加速度下降时：a＝－15 m/s2 p＝(g+a)ρH＝（9.8－15）×1000×1＝-5200Pa＝0.053at 2-16.在一直径D＝300mm、高H＝500mm的圆柱形容器中注入水至高度h1＝300mm，然后使容器绕其垂直轴旋转。试决定能使水的自由液面到达容器上部边缘时的转数n1。

当转数超过n1时，水开始溢出容器边缘，而抛物面的顶端将向底部接近。试求能使抛物面顶端碰到容器底时的转数n2，在容器静止后水面高度h2将为多少？ 解：自由液面方程：

注：抛物体的体积是同底同高圆柱体体积的一半 ① ② ③ 附证明：抛物体的体积是同底同高圆柱体体积的一半 2-17.木制提升式闸板，宽度B＝1.5m，水深H＝1.5m，闸板与导槽间的摩擦系数为0.7，求提升闸板需力多少？ 解：

2-18.图示油罐发油装置，将直径d的圆管伸进罐内，端部切成45º角，用盖板盖住，盖板可绕管端上面的铰链旋转，借助绳系上提来开启。若油深H＝5m，圆管直径d＝600mm，油品相对密度0.85，不计盖板重及铰链的摩擦力，求提升此盖板所需的力的大小。（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：由题意 对轴求矩：

2-19.25m3卧式圆筒形油罐，长4.15m，内径2.54m，油品相对密度0.70，油面高度在顶部以上0.20m，求端部圆面积上所受的液体总压力的大小和压力中心位置？ 解：

2-20.1000m3半地下罐，所装油品相对密度为0.8，油面上压力0.08大气压。钢板的容许应力为σ＝1.176108Pa，求最下圈钢板所需厚度？（提示：参考工程力学薄壁筒计算原理）解：

2-21.某处装置一安全闸门，门宽B为0.6米，门高H为1.0米。距底0.4米处装有闸门横轴，闸门可绕轴旋转。问门前水深h为若干时，闸门即可自行开放？（不计各处的摩擦力）解：法一：h－hD > 0.4 m h > 1.33 m 法二：

由题意：P1·（0.3－e1）≥ P2·（0.2 + e2）解得：h ≥ 1.33m 2-22.图示两个半圆球形壳，以螺钉相连接。下半球固定于地面，其底部接以测压管，球内装满水，测压管内水面高出球顶1m，球直径2m，试求螺钉所受的总张力。

解：螺钉所受的总张力等于上半球所受到的静水压力F 2-23.卧式油罐直径2.2m，长9.6m，油面高出顶部0.2m。密闭时，油面蒸汽压力为368mm水银柱，油品相对密度0.72，求AA及BB断面处的拉力？ 解：368mmHg→5004.8mmH2O→6951.1mmOil→6.95mOil A－A断面：

B－B断面：

2-24.在盛有汽油的容器的底上有一直径d2＝20mm的圆阀，该阀用绳系于直径d1＝100mm的圆柱形浮子上。设浮子及圆阀的总质量m＝100g，汽油相对密度0.75，绳长Z＝150mm，问圆阀将在油面高度H为多少时开启？ 解：由题：

临界状态 即 H≥0.174m 2-25.图示水泵吸水管内的圆球形吸入阀，管内液面高H1＝5m，管外液面高H2=2m。实心钢球直径D=150毫米，材料相对密度8.5，安装在一个直径d=100mm的阀座上。问吸水管内AB液面上需有多大的真空度时，才能将球阀升起？（提示：先分清球阀在垂直方向上受哪些力的作用，再根据压力体去解）解：由题意：P>G，设真空度为h 压力体叠加后只剩V柱(↓)和 V球(↑),产生的向上压力P上 向下的力为球阀自重G P上≥G时，阀门可启动，相等为临界状态（p0＝－γh＝－4.59×104Pa）2-26.玻璃制比重计，管下端小球中装有弹丸，管外径2.0cm，小球体积V0＝10cm3；

比重计的重量m＝25g，汽油相对密度为0.70。求比重计淹没在汽油中的深度h？ 解：

2.5×9.8＝0.7×9.8×（10+3.14×22×h/4）h＝8.2cm 2-27.一木排由直径250毫米，长10米的圆木结成。用以输送1000牛顿的重物通过河道。设木头的相对密度为0.8，过河时圆木顶面与水面平齐。问至少需要圆木多少根？ 解：至少需要圆木x根 所以，至少11根。

第三章 流体运动学与动力学基础 3-1 已知流场的速度分布为(1)属几元流动？(2)求（x，y，z）＝（1，2，3）点的加速度。

解：（1）属二元流动。

（2）3-2 已知平面流动的速度分布规律为 解：

流线微分方程：

代入得：

3-3 用直径200mm的管子输送相对密度0.7的汽油，使流速不超过1.2m/s，问每小时最多输送多少吨？ 解：

3-4 油管输送相对密度0.8的煤油，设计输送量为50t/h，限制流速不超过0.8m/s，需多大管径？ 解：

3-5 一离心泵吸入管直径150mm，排出管直径100mm，若限制吸入管流速不超过0.7m/s，求流量及排出管流速各为多少？ 解：

1 3-6 自水箱接出一个水龙头，龙头前有压力表。当龙头关闭时，压力表读数为0.8大气压；

当龙头开启时，压力表读数降为0.6大气压。如果管子直径为12毫米，问此时的流量为多少? 8mH2O 解：

p0＝0.8at＝8mH2O 2 对1－1、2－2列伯努利方程: 2 3-7 水从井A利用虹吸管引到井B中，设已知体积流量Q=100米/时，H1=3米，Z=6米，不计虹吸管中的水头损失，试求虹吸管的管径d及上端管中的负压值p。解：① 列1、2的伯努利方程： 1 ② 列1、3的伯努利方程：

另解：列2、3的伯努利方程：

3-8 为测管路轴线处的流速，装置如图所示的测速管。左管接于水管壁，量出不受流速影响的动压强；

右管为90°弯管，量出受流速影响的总压强。把两管连于U形管水银压差计上。若⊿h=200毫米，求管轴处的流速? Z2 解：

Z1 注：

3-9 相对密度为0.85的柴油，由容器A经管路压送到容器B。容器A中液面的表压力为3.6大气压，容器B中液面的表压力为0.3大气压。两容器液面差为20米。试求从容器A输送到容器B的水头损失? 解：列A、B两液面的伯努利方程：

1 3-10 为测量输油管内流量，安装了圆锥式流量计。若油的相对密度为0.8，管线直径D=100毫米，喉道直径d=50毫米，水银压差计读数 2 1 ⊿h=40厘米。流量系数0.9，问每小时流量为若干吨? 解：

3-11 为了在直径D＝160mm的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2.4at，喉道直径d＝40mm，T管流量Q＝30L/s，油品相对密度0.9，欲掺入的油品相对密度为0.8，油池油面距喉道高度H＝1.5m，如果掺入油量为原输送量的10%，B管水头损失设为0.5m油柱，试决定B管直径以多大为宜？ 解：

列1－1、2－2的伯努利方程：

代入伯努利方程：

列3－3、4－4的伯努利方程：

3-12 图示水箱在水深H＝3m处接一水平管线。管线由两种直径串联 已知：H＝3m，d1＝20mm，d2＝10mm，L1＝L2＝10m，hw1＝0.6mH2O，hw2＝1mH2O 求：① Q；

② i1，i2；

③ 绘制水头线 解：① 对0－0、2－2两液面列伯努利方程：

② 粗管段：

细管段：

③ 3-13 图示输水管路d1

3-14 用80KW的水泵抽水，泵的效率为90%，管径为30cm，全管路的水头损失为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的读数。

解：

泵的扬程：H=z2-z1+h1-2=29+hw=30mH2O 对1－1、2－2两液面列伯努利方程：

3-15 图示一管路系统，欲维持其出口流速为20m/s，问需多少功率的水泵？设全管路的水头损失为2m，泵的效率为80%，若压水管路的水头损失为1.7m，则压力表上的读数为多少？ 解：

泵的扬程：H=z2-z1+hw+=20+2+=42.41m 对1－1、3－3两液面列伯努利方程：

另：对3－3、2－2两液面列伯努利方程：

3-16 图示离心泵以20m3/h的流量将相对密度0.8的油品从地下罐送到山上洞库油罐。地下罐油面压力0.2大气压，洞库油罐油面压力0.3大气压。设泵的效率0.8，电动机的效率0.9，两罐液面差H＝40m，全管路水头损失设为5m，求泵及电动机的额定功率（即输入功率）应为多少？ 解：

对1－1、2－2两液面列伯努利方程：

3-17 用8kW的水泵抽水，泵的效率为90%，管径300mm，全管路水头损失设为3m水柱，吸入管线的水头损失设为0.8m水柱。求抽水量、管内流速及泵前真空度？（提示：因流量是未知数，能量方程将为一元三次方程，可用试算法求解）2 3 解：

由1－1、2－2两液面列伯努利方程得： 1 对1－1、3两液面列伯努利方程：

3-18 输油管上水平90º转弯处，设固定支座。所输油品相对密度为0.8，管径300mm，通过流量100L/s，断面1处压力2.23大气压，断面2处压力2.11大气压。求支座受压力大小和方向？ 解：Q＝100L/s＝0.1m3/s＝AV1＝AV2 x方向动量方程：

y方向动量方程：

3-19 水流经过60º渐细弯头AB，已知A处管径DA＝0.5m，B处管径DB＝0.25m，通过的流量为0.1m3/s，B处压力pB＝1.8大气压。设弯头在同一水平面上，摩擦力不计，求弯头所受推力为多少牛顿？ 解：

对A、B列伯努利方程：

由动量方程：

x：

y：

3-20 消防队员利用消火唧筒熄灭火焰，消火唧筒口径d＝1cm，水龙带端部口径D＝5cm，从消火唧筒射出的流速V＝20m/s，求消防队员用手握住消火唧筒所需的力R（设唧筒水头损失为1m水柱）？ 解：

对1－1、2－2列伯努利方程：

动量方程：

消防队员所需力为381N，方向向左。

3-21 嵌入支座的一段输水管，如图所示，其直径由D＝1.5m变化为D2＝1m，当支座前压力p＝4大气压，流量Q＝1.8 m3/s，试确定渐缩段中支座所承受的轴向力？ 解：

对1－1、2－2列伯努利方程：

由动量方程：

支座所承受的轴向力为384KN，方向向右。

3-23 水射流以19.8m/s的速度从直径d＝100mm的喷口射出，冲击一固定的对称叶片，叶片的转角α＝135º，求射流对叶片的冲击力。

解：

第四章 流体阻力和水头损失 4-1 用直径100mm的管路输送相对密度0.85的柴油，在温度20C时，其运动粘度为6.7cSt，欲保持层流，问平均流速不能超过多少？最大输送量为多少t/h？ 解：

层流：Rec＝2000 4-3 用管路输送相对密度0.9，粘度45cP的原油，维持平均流速不超过1m/s，若保持在层流状态下输送，则管径最大不应超过多少？ 解：

4-4 相对密度0.88的柴油，沿内径100mm的管路输送，流量1.66L/s。求临界状态时柴油应有的粘度为多少？ 解：

4-5 研究轴承润滑的问题中，有关的物理参数为：轴的正应力p，摩擦力R，轴径D，轴承长l，轴与轴承间的间隙Δ，润滑剂粘度μ，转数n。试用因次分析方法确定它们之间的无因次关系式。

解：（1）（2）取 p，D，n 作为基本物理量 [p]=[ML-1T-2]，[R]=[MLT-2]，[D]=[L]，[l]=[L]，[Δ]=[ L]，[μ]=[ ML-1T-1]，[n]=[ T-1]，，（3）即 4-6 研究流体绕流与流向垂直放置的横卧圆柱体所受的阻力T时，涉及的物理参数为：流体的流速U、流体的粘度μ、密度ρ、圆柱直径D、圆柱长度及圆柱表面粗糙度Δ。试用因次分析方法中的π定理确定各物理量间的无因次关系式。并证明T=CDAρU2(其中：A=D，称迎流面积)，写出阻力系数CD的函数表达式。

解：（1）（2）选基本物理量ρ，V，D [U]=[ LT-1]，[μ]=[ ML-1T-1]，[ρ]=[ ML-3]，[D]=[L]，[l]=[L]，[Δ]=[ L]，[T]=[MLT-2] M：1＝x1 x1＝1 L：-1＝-3x1 + y1 + z1 ð y1 ＝1 ð T：-1＝-y1 z1＝1 同理得：，所以，令 则 4-7 假定气体中的声速C依赖于密度ρ、压强p和粘度μ。试用雷利量纲分析方法求声速C的表达式。

(C=)解：C＝kρxpyμz [C]=[ LT-1]，[ρ]=[ ML-3]，[p]=[MLT-2]，[μ]=[ ML-1T-1]，[LT-1]=k[ ML-3]x[MLT-2]y[ ML-1T-1]z ∴ 4-8 蓖麻油相对密度为0.969，动力粘度为484mPas，流经直径为75mm的管道时，平均流速为5m/s。今用空气进行模拟试验，气体管道直径为50mm，空气的运动粘度为0.15cm2/s，气流速度为多少，才能保持动力相似？(0.225m/s)解：由题意，欲保持动力相似，应维持雷诺数相等 Vm＝0.225m/s 4-9 油船吃水面积为400m2，航速5m/s，船长50m。在水中进行模型实验时，模型吃水面积为1m2。忽略表面张力及粘性力的影响，只考虑重力的影响，与保持原型及模型中的弗汝德数相等，试求模型长度及模型航速大小。

(长度：2.5m，航速：1.12m/s)解：

几何相似：

Frn=Frm , ∴ 4-10 充分发展了的粘性流体层流，沿平板下流时，厚度δ为常数，且，重力加速度g。求证其流速分布关系式为：

证：Navier—Stokes方程：

由题意：X＝g，Y＝0，Z＝0；

uy＝uz＝0，ux＝u；

不可压稳定流：

则N－S方程简化为：

由连续性方程：得 则N－S方程进一步简化为：

积分：

再积分：

边界条件：y＝0时，u＝0 ð C2＝0 y＝δ时，ð C1＝－gδ 即 所以 4-11 管径400mm，测得层流状态下管轴心处最大流速为4m/s，求断面平均流速。此平均流速相当于半径为多少处的实际流速？ 解：；

4-12 求证半径为a的圆管中粘性液体层流状态时，管中摩阻应力极大值为。（μ为液体粘度，V为平均流速）证：

圆管层流 4-13 用长度5km，直径300mm的钢管，输送相对密度0.9的重油，重量流量200t/h。求油温从t1＝10°C（ν1＝25St）变到t2＝40°C（ν2＝1.5St）时，水头损失降低的百分数。

解：

t1＝10°C时：

t2＝40°C时：

4-15 管内紊流时的流速分布规律可写为指数形式 其中um为最大流速，R为管道半径，u和r为任一点所对应的流速和半径。求平均流速与最大流速之比。

解：

设，则 所以，4-17 相对密度0.8的石油以流量50L/s沿直径为150mm的管线流动，石油的运动粘度为10cSt，试求每公里管线上的压降（设地形平坦，不计高程差）。

若管线全程长10km，终点比起点高20m，终点压强为1大气压，则起点应具备的压头为多少? 解：（1）（2）所以，每公里压降：4.7×105Pa，起点压头：4.86×106Pa 4-18 相对密度0.86的柴油，运动粘度0.3St，沿直径250mm的管路输送，全长20km，起点压强17.6大气压，终点压强1大气压，不计高差，求流量。[提示：因流量未知，需采用试算法。可先假定水力摩阻系数λ＝0.03，求出流速后，再验算流态。] 解：试算法Q＝0.06m3/s 长管：

假设 λ＝0.03 则，水力光滑区 即 4-19 为测量水力摩阻系数λ，在直径305mm，长50km的输油管线上进行现场试验。输送的油品为相对密度0.82的煤油，每昼夜输送量5500t，管线终点标高为27m，起点标高为52m，油泵保持在15大气压，终点压强为2大气压。油的运动粘度为2.5cSt。试根据实验结果计算水力摩阻系数λ值。并与按经验公式计算的结果进行对比。（设管子绝对粗糙度Δ＝0.15mm）解：

经验公式：

实验结果：

4-23 自地下罐经离心泵向油库输油流程如图。管线直径200mm，吸入段总长20m，地下罐液面至泵中心高差4m。油品相对密度0.75，运动粘度4cSt。

（1）若设计输送量为108t/h，那么吸入段的总水头损失应为多少米油柱？（包括沿程水头损失和局部水头损失）（2）泵前真空表读数应为多少？（3）如果泵出口压强为7.25大气压（表压），泵的效率为80%，则泵的额定功率（轴功率）应为多少？ 1-带保险活门出口；

2－弯头（R＝3d）；

3－闸阀；

4－透明油品过滤器；

5－真空表；

6－压力表 解：（1）（2）对0－0、5－5列伯努利方程：

（3）对6－6、5－5列伯努利方程：

第五章 压力管路的水力计算 5-1 直径257mm的长管线，总长50km，起点高程45m，终点高程84m，输送相对密度0.88的原油，运动粘度0.276St，设计输量为200t/h，求水力坡降和总压降。

解：

由伯努利方程：

5-2 沿直径200mm，长3km的无缝钢管（Δ＝0.2mm）输送相对密度0.9的原油。若输量为90t/h，其平均运动粘度在冬季为1.09St，夏季为0.42St。试求沿程损失各为多少米油柱？ 解：

冬季：层流23.62m 夏季：紊流水力光滑区23.536m 5-3 在直径257mm管线中输送相对密度0.8的煤油，其运动粘度为1.2cSt。管长50km，地形平缓，不计高差，设计水力坡降为5‰，终点压强1.5at，管线绝对粗糙度Δ＝0.15mm。试求应用多大管径？ 解：第二类问题：混合摩擦区 泵压：p1＝2.1×106Pa 排量：Q＝0.05565m3/s 5-4 长输管线，设计水力坡降9.5‰，输送相对密度0.9、运动粘度1.125St的油品，设计输送量为40t/h。试求应用多大管径？ 解：第三类问题：层流 D＝0.157m 5-5 原油沿直径305mm，长89km的管线输送，由于一年内温度的升降，油的粘度由0.2P变为0.4P，而相对密度由0.893变为0.900。

设不计高差，沿输油管内压降保持50at，输送过程全部在水力光滑区内。试计算流量增减的百分数。

解：Q1＝1.1Q2 流量减少数为10% 5-6 图示一串联管路，管径、管长、沿程水力摩阻系数和流量分别标于图中，试按长管计算所需的水头H为多少？ 解：

5-7 图示一输水管路，总流量Q＝100L/s，各段管径、长度及程水力摩阻系数分别标于图中，试确定流量Q1、Q2及AB间的水头损失为多少？ 解：

又（2）由（1）、（2）得 Q1＝0.0446m3/s＝44.6L/s Q2＝0.0554 m3/s＝55.4L/s 5-8 图示一管路系统，CD管中的水由A、B两水池联合供应。已知L1＝500m，L0＝500m，L2＝300m，d1＝0.2m，d0＝0.25m，λ1＝0.029，λ2＝0.026，λ0＝0.025，Q0＝100L/s。求Q1、Q2及d2 解：按长管计算 A～D伯努利方程：

B～D伯努利方程：

d2=0.242m 5-16 用实验方法测得从直径d＝10mm的圆孔出流时，流出容积的水所需时间为32.8s，作用水头为2m，收缩断面直径dc＝8mm。试确定收缩系数、流速系数、流量系数和局部阻力系数的大小。

解：收缩系数 又 5-17 在d1＝20mm的圆孔形外管嘴上，加接一个直径d2＝30mm、长80mm的管嘴，使液体充满管口泄出。试比较加接第二管嘴前后流量的变化。

解：

5-18 水从固定液面的水箱，通过直径d＝0.03m的圆柱形外管嘴流出。已知管嘴内的真空度为1.5m水柱，求管嘴出流的流量。

解：

5-19 储水槽顶部通大气，如图所示。在水槽的铅直侧壁上有面积相同的两个圆形小孔口A及B，位于距底部不同高度上。孔口A为薄壁孔口，孔口B为圆边孔口，其水面高H0＝10m。

问：1）通过A、B两孔口流量相同时，H1与H2应成何种关系？ 2）如果由于锈蚀，使槽壁形成一个直径d＝0.0015m的小孔C，C距槽底H3＝5m。求一昼夜内通过C的漏水量。

解：(1)当QA＝QB时(2)5-20 水沿T管流入容器A，流经线型管嘴流入容器B，再经圆柱形管嘴流入容器C，最后经底部圆柱形管嘴流到大气中。已知d1＝0.008m，d2＝0.010m，d3＝0.006m。当H＝1.2m，h＝0.025m时，求经过此系统的流量和水位差h1与h2。

解：查表得 由题：Q＝Q1＝Q2＝Q3 所以，经过此系统的流量：Q= Q3＝1.135×10-4 m3/s 由（1）式：

篇6：工程流体力学论文

工程流体力学水力学实验报告 实验一 流体静力学实验

实验原理

在重力作用下不可压缩流体静力学基本方程

或

(1.1)

式中： z被测点在基准面的相对位置高度；

p被测点的静水压强，用相对压强表示，以下同；

p0水箱中液面的表面压强；

γ液体容重；

h被测点的液体深度。

另对装有水油（图1.2及图1.3）U型测管，应用等压面可得油的比重S0有下列关系：

(1.2)据此可用仪器（不用另外尺）直接测得S0。实验分析与讨论

1.同一静止液体内的测管水头线是根什么线？

测压管水头指，即静水力学实验仪显示的测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，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。2.当PB<0时，试根据记录数据，确定水箱内的真空区域。，相应容器的真空区域包括以下三部分：

(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，过箱顶小水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。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γ0。

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h0，由式，从而求得γ0。

4.如测压管太细，对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

式中，为表面张力系数；为液体的容量；d为测压管的内径；h为毛细升高。常温(t=20℃)的水，=7.28dyn/mm，=0.98dyn/mm。水与玻璃的浸润角很小，可认为cosθ=1.0。于是有

(h、d单 位 为mm)

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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，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。

5.过C点作一水平面，相对管1、2、5及水箱中液体而言，这个水平面是不是等压面？哪一部分液体是同一等压面？

不全是等压面，它仅相对管1、2及水箱中的液体而言，这个水平面才是等压面。因为只有全部具备下列5个条件的平面才是等压面：（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和水箱中的液体而言，该水平面不是等压面。

6.用图1.1装置能演示变液位下的恒定流实验吗？

关闭各通气阀门，开启底阀，放水片刻，可看到有空气由c进入水箱。这时阀门的出流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。这是由于液位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，水箱液面将下降而测压管液面将升高H，实验时，若以P0=0时的水箱液面作为测量基准，试分析加气增压后，实际压强（H+δ）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。

加压后，水箱液面比基准面下降了，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

则

本实验仪

d=0.8cm, D=20cm, 故

H=0.0032 于是相对误差有

因而可略去不计。

其实，对单根测压管的容器若有D/d10或对两根测压管的容器D/d7时，便可使0.01。

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。

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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。

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2.2），测点高差0.7cm，HP=

均为37.1cm（偶有毛细影响相差0.1mm），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）降低相应管线的安装高程，（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）更具有工程实用意义。因为若管系落差不变，单单降低管线位置往往就可完全避免真空。例如可在水箱出口接一下垂90弯管，后接水平段，将喉管的高程降至基准高程0—0，比位能降至零，比压能p/γ得以增大（Z），从而可能避免点7处的真

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空。至于措施（4）其增压效果是有条件的，现分析如下： 当作用水头增大h时，测点7断面上

值可用能量方程求得。

取基准面及计算断面1、2、3，计算点选在管轴线上（以下水柱单位均为cm）。于是由断面1、2的能量方程（取a2=a3=1）有

(1)因hw1-2可表示成此处c1.2是管段1-2总水头损失系数，式中e、s分别为进口和渐缩局部损失系数。又由连续性方程有

故式（1）可变为

(2)式中可由断面1、3能量方程求得，即

(3)由此得

(4)代入式(2)有(Z2+P2/γ)随h递增还是递减，可由(Z2+P2/γ)加以判别。因

(5)若1-[(d3/d2)4+c1.2]/(1+c1.3)>0，则断面2上的(Z+p/γ)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。

在实验报告解答中，d3/d2=1.37/1，Z1=50，Z3=-10，而当h=0时，实验的(Z2+P2/γ)=6，将各值代入式(2)、(3)，可得该管道阻力系数分别为c1.2=1.5，c1.3=5.37。再将其代入式(5)得

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(Z2+P2/γ)接近于零，故水箱水位的升高对提高喉管的压强（减小负压）效果不显著。变水头实验可证明该结论正确。

5.由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和18管，称总压管。总压管液面的连续即为毕托

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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是以实测的值加断面平均流速水头v2/2g绘制的。据经验资料，对于园管紊流，只有在离管壁约0.12d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线偏高。

因此，本实验由1、6、8、12、14、16和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总水头线才更准确。

实验三 不可压缩流体恒定流动量定律实验

实验原理

恒定总流动量方程为

取脱离体，因滑动摩擦阻力水平分离

即

式中：

hc——作用在活塞形心处的水深；

D——活塞的直径；

Q——射流流量；

V1x——射流的速度；

β1——动量修正系数。

实验中，在平衡状态下，只要测得Q流量和活塞形心水深hc，由给定的管嘴直径d和活塞直径D，代入上式，便可验证动量方程，并率定射流的动量修正系数β1值。其中，测压管的标尺零点已固定在活塞的园心处，因此液面标尺读数，即为作用在活塞园心处的水深。实验分析与讨论

1、实测β与公认值(β=1.02～1.05)符合与否？如不符合，试分析原因。

实测β=1.035与公认值符合良好。(如不符合，其最大可能原因之一是翼轮不转所致。为排除此故障，可用4B铅笔芯涂抹活塞及活塞套表面。)

2、带翼片的平板在射流作用下获得力矩，这对分析射流冲击无翼片的平板沿x方向的动量力有无影响？为什么？

无影响。

因带翼片的平板垂直于x轴，作用在轴心上的力矩T，是由射流冲击平板是，沿yz平面通过翼片造成动量矩的差所致。即

式中

Q——射流的流量；

Vyz1——入流速度在yz平面上的分速；

Vyz2——出流速度在yz平面上的分速；

α1——入流速度与圆周切线方向的夹角，接近90°；

α2——出流速度与圆周切线方向的夹角；

r1,2——分别为内、外圆半径。，可忽略不计，故x方向的动量方程化为

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该式表明力矩T恒与x方向垂直，动量矩仅与yz平面上的流速分量有关。也就是说平板上附加翼片后，尽管在射流作用下可获得力矩，但并不会产生x方向的附加力，也不会影响x方向的流速分量。所以x方向的动量方程与平板上设不设翼片无关。

3、通过细导水管的分流，其出流角度与V2相同，试问对以上受力分析有无影响？ 无影响。

当计及该分流影响时，动量方程为

即

该式表明只要出流角度与V1垂直，则x方向的动量方程与设置导水管与否无关。

4、滑动摩擦力为什么可以忽略不记？试用实验来分析验证的大小，记录观察结果。(提示：平衡时，向测压管内加入或取出1mm左右深的水，观察活塞及液位的变化)

因滑动摩擦力<5墸，故可忽略而不计。

如第三次实验，此时hc=19.6cm，当向测压管内注入1mm左右深的水时，活塞所受的静压力增大，约为射流冲击力的5。假如活动摩擦力大于此值，则活塞不会作轴向移动，亦即hc变为9.7cm左右，并保持不变，然而实际上，此时活塞很敏感地作左右移动，自动调整测压管水位直至hc仍恢复到19.6cm为止。这表明活塞和活塞套之间的轴向动摩擦力几乎为零，故可不予考虑。

5、V2x若不为零，会对实验结果带来什么影响？试结合实验步骤7的结果予以说明。

按实验步骤7取下带翼轮的活塞，使射流直接冲击到活塞套内，便可呈现出回流与x方向的夹角α大于90°(其V2x不为零)的水力现象。本实验测得135°，作用于活塞套圆心处的水深hc’=29.2cm，管嘴作用水头H0=29.45cm。而相应水流条件下，在取下带翼轮的活塞前，V2x=0，hc=19.6cm。表明V2x若不为零，对动量立影响甚大。因为V2x不为零，则动量方程变为

(1)就是说hc’随V2及α递增。故实验中hc’> hc。

实际上，hc’随V2及α的变化又受总能头的约束，这是因为由能量方程得

(2)而

所以

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从式(2)知，能量转换的损失实验原理 较小时，实验四 毕托管测速实验

（4.1）

式中：u－毕托管测点处的点流速；

c－毕托管的校正系数；

－毕托管全压水头与静水压头差。

(4.2)

(4.3)

联解上两式可得

式中：u －测点处流速，由毕托管测定；

－ 测点流速系数；

ΔH－管嘴的作用水头。

实验分析与讨论

1.利用测压管测量点压强时，为什么要排气？怎样检验排净与否？

毕托管、测压管及其连通管只有充满被测液体，即满足连续条件，才有可能测得真值，否则如果其中夹有气柱，就会使测压失真，从而造成误差。误差值与气柱高度和其位置有关。对于非堵塞性气泡，虽不产生误差，但若不排除，实验过程中很可能变成堵塞性气柱而影响量测精度。检验的方法是毕托管置于静水中，检查分别与毕托管全压孔及静压孔相连通的两根测压管液面是否齐平。如果气体已排净，不管怎样抖动塑料连通管，两测管液面恒齐平。

2.毕托管的动压头h和管嘴上、下游水位差H之间的大关系怎样？为什么？ 由于

且

即

一般毕托管校正系数c=11‟（与仪器制作精度有关）。喇叭型进口的管嘴出流，其中心点的点流速系数=0.9961‟。所以Δh<ΔH。

本实验Δh=21.1cm，ΔH=21.3cm，c=1.000。3.所测的流速系数说明了什么？

若管嘴出流的作用水头为H，流量为Q，管嘴的过水断面积为A，相对管嘴平均流速v，则有

称作管嘴流速系数。

若相对点流速而言，由管嘴出流的某流线的能量方程，可得

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式中：为流管在某一流段上的损失系数；为点流速系数。

本实验在管嘴淹没出流的轴心处测得=0.995，表明管嘴轴心处的水流由势能转换为动能的过程中有能量损失，但甚微。

4.据激光测速仪检测，距孔口2－3cm轴心处，其点流速系数为0.996，试问本实验的毕托管精度如何？如何率定毕托管的修正系数c？

若以激光测速仪测得的流速为真值u，则有

而毕托管测得的该点流速为203.46cm/s，则ε=0.2‰ 欲率定毕托管的修正系数，则可令

本例：

5.普朗特毕托管的测速范围为0.2－2m/s，轴向安装偏差要求不应大于10度，试说明原因。（低流速可用倾斜压差计）。

（1）施测流速过大过小都会引起较大的实测误差，当流速u小于0.2m/s时，毕托管测得的压差Δh亦有

若用30倾斜压差计测量此压差值，因倾斜压差计的读数值差Δh为，那么当有0.5mm的判读误差时，流速的相对误差可达6%。而当流速大于2m/s时，由于水流流经毕托管头部时会出现局部分离现象，从而使静压孔测得的压强偏低而造成误差。

（2）同样，若毕托管安装偏差角（α）过大，亦会引起较大的误差。因毕托管测得的流速u是实际流速u在其轴向的分速ucosα，则相应所测流速误差为

α若>10，则

6.为什么在光、声、电技术高度发展的今天，仍然常用毕托管这一传统的流体测速仪器？

毕托管测速原理是能量守恒定律，容易理解。而毕托管经长期应用，不断改进，已十分完善。具有结构简单，使用方便，测量精度高，稳定性好等优点。因而被广泛应用于液、气流的测量（其测量气体的流速可达60m/s）。光、声、电的测速技术及其相关仪器，虽具有瞬时性，灵敏、精度高以及自动化记录等诸多优点，有些优点毕托管是无法达到的。但往往因其机构复杂，使用约束条件多及价格昂贵等因素，从

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而在应用上受到限制。尤其是传感器与电器在信号接收与放大处理过程中，有否失真，或者随使用时间的长短，环境温度的改变是否飘移等，难以直观判断。致使可靠度难以把握，因而所有光、声、电测速仪器，包括激光测速仪都不得不用专门装置定期率定（有时是利用毕托管作率定）。可以认为至今毕托管测速仍然是最可信，最经济可靠而简便的测速方法。

实验五 雷诺实验

实验原理

实验分析与讨论

⒈流态判据为何采用无量纲参数，而不采用临界流速？

雷诺在1883年以前的实验中，发现园管流动存在两种流态——层流和紊流，并且存在着层流转化为紊流的临界流速V’，V’与流体的粘性ν及园管的直径d有关，即

（1）

因此从广义上看，V’不能作为流态转变的判据。

为了判别流态，雷诺对不同管径、不同粘性液体作了大量的实验，得出了用无量纲参数（vd/ν）作为管流流态的判据。他不但深刻揭示了流态转变的规律，而且还为后人用无量纲化的方法进行实验研究树立了典范。用无量纲分析的雷列法可得出与雷诺数结果相同的无量纲数。可以认为式（1）的函数关系能用指数的乘积来表示。即

（2）

其中K为某一无量纲系数。式（2）的量纲关系为

（3）

从量纲和谐原理，得

L：2α1+α2=1 T：-α1=-1

联立求解得α1=1，α2=-1 将上述结果，代入式（2），得

或

雷诺实验完成了K值的测定，以及是否为常数的验证。结果得到K=2320。于是，无量纲数vd/ν便成了适应于任何管径，任何牛顿流体的流态转变的判据。由于雷诺的奉献，vd/ν定命为雷诺数。

随着量纲分析理论的完善，利用量纲分析得出无量纲参数，研究多个物理量间的关系，成了现今实验研究的重要手段之一。

⒉为何认为上临界雷诺数无实际意义，而采用下临界雷诺数作为层流与紊流的判据？实测下临界雷诺数为多少？

根据实验测定，上临界雷诺数实测值在3000～5000范围内，与操作快慢，水箱的紊动度，外界干扰等密切相关。有关学者做了大量实验，有的得12000，有的得20000，有的甚至得40000。实际水流中，干扰总是存在的，故上临界雷诺数为不定值，无实际意义。只有下临界雷诺数才可以作为判别流态的标准。

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凡水流的雷诺数小于下临界雷诺数者必为层流。一般实测下临界雷诺数为2100左右。

⒊雷诺实验得出的圆管流动下临界雷诺数2320，而目前一般教科书中介绍采用的下临界雷诺数是2000，原因何在？

下临界雷诺数也并非与干扰绝对无关。雷诺实验是在环境的干扰极小，实验前水箱中的水体经长时间的稳定情况下，经反复多次细心量测才得出的。而后人的大量实验很难重复得出雷诺实验的准确数值，通常在2000～2300之间。因此，从工程实用出发，教科书中介绍的园管下临界雷诺数一般是2000。⒋试结合紊动机理实验的观察，分析由层流过渡到紊流的机理何在？

从紊动机理实验的观察可知，异重流（分层流）在剪切流动情况下，分界面由于扰动引发细微波动，并随剪切流速的增大，分界面上的波动增大，波峰变尖，以至于间断面破裂而形成一个个小旋涡。使流体质点产生横向紊动。正如在大风时，海面上波浪滔天，水气混掺的情况一样，这是高速的空气和静止的海水这两种流体的界面上，因剪切流动而引起的界面失稳的波动现象。由于园管层流的流速按抛物线分布，过流断面上的流速梯度较大，而且因壁面上的流速恒为零。相同管径下，如果平均流速越大则梯度越大，即层间的剪切流速越大，于是就容易产生紊动。紊动机理实验所见的波动→破裂→旋涡→质点紊动等一系列现象，便是流态从层流转变为紊流的过程显示。

⒌分析层流和紊流在运动学特性和动力学特性方面各有何差异？ 层流和紊流在运动学特性和动力学特性方面的差异如下表：

运动学特性:

动力学特性:

层流: 1.质点有律地作分层流动

1.流层间无质量传输

2.断面流速按抛物线分布

2.流层间无动量交换

3.运动要素无脉动现象

3.单位质量的能量损失与流速的一次方成正比

紊流: 1.质点互相混掺作无规则运动

1.流层间有质量传输

2.断面流速按指数规律分布

2.流层间存在动量交换

3.运动要素发生不规则的脉动现象

3.单位质量的能量损失与流速的（1.75～2）次方成正比

实验六 文丘里流量计实验

实验原理

根据能量方程式和连续性方程式，可得不计阻力作用时的文氏管过水能力关系式

式中：Δh为两断面测压管水头差。

由于阻力的存在，实际通过的流量Q恒小于Q’。今引入一无量纲系数µ=Q/Q’（μ称为流量系数），对计算所得的流量值进行修正。即

另，由水静力学基本方程可得气—水多管压差计的Δh为 实验分析与讨论

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⒈本实验中，影响文丘里管流量系数大小的因素有哪些？哪个因素最敏感？对d2=0.7cm的管道而言，若因加工精度影响，误将（d2－0.01）cm值取代上述d2值时，本实验在最大流量下的μ值将变为多少？ 由式

可见本实验（水为流体）的μ值大小与Q、d1、d2、Δh有关。其中d1、d2影响最敏感。本实验中若文氏管d1 =1.4cm，d2=0.71cm，通常在切削加工中d1比d2测量方便，容易掌握好精度，d2不易测量准确，从而不可避免的要引起实验误差。例如当最大流量时μ值为0.976，若d2的误差为－0.01cm，那么μ值将变为1.006，显然不合理。

⒉为什么计算流量Q’与实际流量Q不相等？

因为计算流量Q’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，Q

如图6.4所述，⒋试应用量纲分析法，阐明文丘里流量计的水力特性。

运用量纲分析法得到文丘里流量计的流量表达式，然后结合实验成果，便可进一步搞清流量计的量测特性。

对于平置文丘里管，影响ν1的因素有：文氏管进口直径d1，喉径d2、流体的密度ρ、动力粘滞系数μ及两个断面间的压强差ΔP。根据π定理有

从中选取三个基本量，分别为：

共有6个物理量，有3个基本物理量，可得3个无量纲π数，分别为：

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根据量纲和谐原理，π1的量纲式为

分别有

L：1=a1+b1-3c1

T：0=-b1 M：0= c1 联解得：a1=1，b1=0，c1=0，则

同理

将各π值代入式（1）得无量纲方程为

或写成

进而可得流量表达式为

（2）

式（2）与不计损失时理论推导得到的

（3）

相似。为计及损失对过流量的影响，实际流量在式（3）中引入流量系数µQ计算，变为

（4）

比较（2）、（4）两式可知，流量系数µQ与Re一定有关，又因为式（4）中d2/d1的函数关系并不一定代表了式（2）中函数所应有的关系，故应通过实验搞清µQ与Re、d2/d1的相关性。

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通过以上分析，明确了对文丘里流量计流量系数的研究途径，只要搞清它与Re及d2/d1的关系就行了。由实验所得在紊流过渡区的µQ～Re关系曲线（d2/d1为常数），可知µ因恒有μQ随Re 的增大而增大，<1，故若使实验的Re增大，µQ将渐趋向于某一小于1 的常数。

另外，根据已有的很多实验资料分析，µQ与d1/d2也有关，不同的d1/d2值，可以得到不同的µQ～Re关系曲线，文丘里管通常使d1/d2=2。所以实用上，对特定的文丘里管均需实验率定µQ～Re的关系，或者查用相同管径比时的经验曲线。还有实用上较适宜于被测管道中的雷诺数Re>2×105，使µQ值接近于常数0.98。

流量系数µQ的上述关系，也正反映了文丘里流量计的水力特性。

⒌文氏管喉颈处容易产生真空，允许最大真空度为6～7mH2O。工程中应用文氏管时，应检验其最大真空度是否在允许范围内。据你的实验成果，分析本实验流量计喉颈最大真空值为多少？

本实验若d1= 1.4cm，d2= 0.71cm，以管轴线高程为基准面，以水箱液面和喉道断面分别为1—1和2—2计算断面，立能量方程得

则

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