一、 流体流动形态的观察与测定（雷诺实验）
实验任务：流型及其判断方法；层流、湍流、层流时流速分布曲线
1、 雷诺准数
Re=duρ/μ
2、 流动类型及判断
Re＜2100为层流，Re＞4000为湍流， 2100
3、 转子流量计原理及安装
原理：在不同的流量下，要保持转子上下端之间具有相同的静压差，转子与玻璃管环隙间的截面积必须发生改变。在不同的流量下，转子会停留在玻璃管内不同的高度处，因此转子在不同高度处的刻度就可只是流体的流量。
安装：（1）垂直安装（2）进出口应有5倍管道直径以上的直管段（3）安装在没有振动、便于观察和维修的场所（4）小口径的仪表，应在仪表上游装一个过滤器（5）在转子流量计的进出口装有截止阀和配置旁通阀
4、 思考题
（1）影响流体流动型态的因素有哪些？
答：影响流体流动形态的因素有4点：管径d、流速u、流体密度ρ、流体黏度μ。
（2）如果管子不是透明的，不能直接观察来判断管中的流体流动型态，你认为可以用什么办法来判断？
答：①若不借助外用工具，如果管子是软的可以摸摸就能感觉，也可以用听来判断；如果只硬的管子，就只能用听来判断。
②用雷诺数判断：Re＜2100为层流，Re＞4000为湍流， 2100
（3）有人说可以只用流速来判断管中流体流动型态，流速低于某一具体数值时是层流，否则是湍流，你认为这种看法对否？在什么条件下可以由流速的数值来判断流动型态？
答：不对。流体流动型态不仅包括层流、湍流，还有过渡流。
条件：水槽液位高度保持不变，液面绝对平静，墨水粗细合理，水中无杂质，温度、气压和管径保持不变。
（4）在实验中，连续注入水以爆出水槽液面高度不变的目的是什么？
答：①由于是通过转子流量计来测量水管中水流的流速，如果水槽中液面高度不能恒定在画线处的话，转子流量计的指示值就不准确，雷诺数的计算值就有较大误差。
②有P=ρgh可知，保持水槽液面高度h不变，就是保持水槽出水口出的压强P不变。
流体力学II（Viscous Fluid and Gas Dynamics）讲义
第一章、粘性不可压缩流体运动基本方程组（学时数：6）
1-1．绪论
流体力学是力学的一个重要分支，主要研究流体介质（液体、气体、等离子体）的特性、状态，在各种力的作用下发生的对流、扩散、旋涡、波动现象和质量、动量、能量传输，以及同化学、生物等其他运动形式之间的相互作用。它既是一门经典学科，又是一门现代学科，对自然科学和工程技术具有先导作用。
历史上，力学包括流体力学，曾经经历基于直观实践经验的古代力学、基于严密数学理论的经典力学、基于物理洞察能力的近代力学三个阶段。在人类早期的生产活动过程中，力学即与数学、天文学一起发展。17世纪，Newton基于前人的天文观测和力学实验，发明了微积分，并总结出机械运动三大定律和万有引力定律，发表了著名的《自然哲学的数学原理》一书。由于原理是普适自然与工程领域的规律，从而使力学成为自然科学的先导。从17世纪开始，人们逐步建立了流体力学的基本理论体系，从Pascal定律、Newton粘性定律、Pitot管测速，到Euler方程和Bernoulli方程，标志着流体动力学正式成为力学的一个分支学科。18世纪，人们着重发展无粘流体的位势理论。到了19世纪，为了解决工程实际问题，开始注重粘性的影响，Navier-Stokes方程的建立为流体力学的进一步发展奠定了完整的理论基础，但该方程解的存在性与光滑性的证明至今仍是一大难题。20世纪初，Prandtl凭借出色的物理洞察能力，提出边界层理论，从而开创了流体力学的近代发展阶段，使力学成为人类实现“飞天”梦想的重要理论先导。60年代以来，由于超级计算机、先进测试技术的发展和应用，力学进一步凸显宏微观结合和学科交叉的特征，进入现代力学发展新阶段。
刚刚过去的2011年，人类遭遇了一系列极端事件：日本海底地震导致海啸和福岛核电站泄露事故；澳大利亚飓风；我国干旱洪水灾害等异常气候问题。这些极端事件的预测预警都是流体力学的前沿问题。同一年，美国航天飞机历经30年130多次飞行之后终于宣布全面退役，其中一个重要原因是存在防热系统不可靠的安全隐患，这也是流体力学工作者亟待解决的一个重要课题。因此，现代流体力学不仅是一门重要的基础学科，而且在航空航天、海洋海岸、环境能源、生物医学、材料信息等诸多与国家经济、社会发展密切相关的工程技术领域里，仍然具有不可或缺的先导作用。
工程流体力学实验报告
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
流体力学与流体机械同济大学课后答案
一、单选题（分）
1．流体的静压力国际单位是( )。 [单选题] *
A、 N。
B、Pa(正确答案)
C、atm
D、bar。
2. 流体粘度的主要影响因素有( )。 [单选题] *
A、温度和压力
B、流体的种类
C、温度、压力和流动状态
D、温度和流体的种类(正确答案)
3. 发电厂烟囱的自生抽力来源于空气和烟气的( )。 [单选题]
*
A、密度差(正确答案)
B、流量差
C、压力差
D、粘度差
4．形成流体流动过程中能量损失的根本原因是( )。 [单选题] *
A、流体具有重量 B、 流体具有黏性(正确答案)
C、流体具有压缩性
D、流体的压力
5. 流体的静压力( )。 [单选题] *
A、是指静止流体内部的作用力。
B、是指流体内垂直于作用面的方向上单位面积的作用力。(正确答案)
C、既有法向力又有切向力 。
D、仅出现在静止流体中。
6. 如果流动状态为层流，则该管段的阻力损失hf与流速的( )次方成正比。 [单选题]
*
A、0
B、1/2
C、1(正确答案)
D、2
7．对于等直径直管道，其流动的能量损失( ) 。 [单选题] *
A、仅有沿程损失(正确答案)
B、仅有局部损失
C、既有沿程损失也有局部损失
D、不确定
8. 绕流流动的压差阻力来源于( )。 [单选题] *
A、边界层形成 B、边界层分离(正确答案)
C、压力差
D、流体的惯性和压缩性
9．对于管内流动时的能量损失，若用高度△H表示时，其物理意义是( )。 [单选题]
*
A、单位重量流体的能量损失(正确答案)
B、单位质量流体的能量损失
C、单位体积流体的能量损失
D、单位时间内流体的能量损失
10.流动状态为层流时，圆管过流断面最大流速是该断面平均流速的( )倍。 [单选题]
*
A、1/2
B、1
C、2(正确答案)
D、4
11. 水力粗糙管是指( )。 [单选题] *
