一、雷诺实验
雷诺揭示了重要的流体流动机理,即根据流速的大小,流体有两中不同的形
态.当流体流速较小时,流体质点只沿流动方向作一维的运动,与其周围的流体
间无宏观的混合即分层流动这种流动形态称层流或滞流.流体流速增大大某个值
后,流体质点除流动方向上的流动外,还向其它方向作随机的运动,即存在流体
质点的不规则的脉动,这种流体形态称湍流.
雷诺将一些影响流体流动形态的因素用 Re 表示.
Vc=Rec*μ/ρd Rec=Vcρd/μ=Vcd/v 二、尼古拉兹实验（内容意义）
什么是尼古拉兹实验: 尼古拉兹通过人工粗糙管流实验，确定出沿程阻力系数与雷诺数、相对粗糙度之间的关系，实验曲线被划分为5个区域，即1．层流区 2．临界过渡区3．紊流光滑区4．紊流过渡区5．紊流粗糙区（阻力平方区）。

意义：尼古拉兹实验比较完整地反映了沿程阻力系数λ的变化规律，揭露了影响λ变化的主要因素，它对λ和断面流速分布的测定，推导湍流的半经验公式提供了可靠的依据。

三、静止流体中应力特性描述说明
应力的方向沿作用面的内法线方向 2.静压强的大小与作用面方位无关
四、元流伯努利方程的物理意义和几何意义，
1.物理意义：式Z+Ρ/ρg+U²/2g=C中的前
两项z p的物理意义说明分别是单位
重量流体，具有的位能和压能，z+Ρ/
ρg，是单位重量流体具有的总势能，
u²/2g这是单位重量流体具有的动能。

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项之和z+Ρ/ρg+U²/2g，是单位重量流
体具有的机械能，式Z+Ρ/ρg+U²/2g=C，则表示无黏性流体的恒定流动，沿同一
元，流单位重量流体的机械能守恒，伯
努利方程又称为能量方程。

2.几何意义，式Z+Ρ/ρg+U²/2g=C各项的
几何意义是不同的几何高度，z是位置
高度又称高度水头或位置水头，Ρ/ρg
是测压管高度又称压强水头，两项之和
Hp=Z+Ρ/ρg是测压管水头，U²/2g是流
速高度又称速度水头，速度水头也能够
直接测量，3项之和H=Z+Ρ/ρg+U²/2g，
称为总水头，式Z+Ρ/ρg+U²/2g=C则表
示无黏性流体的恒定流动，沿同一元流
各断面的总水头相等，总水头线是水平
线。

五、总流伯努利方程的物理和几何意
义，同元流伯努利方程类似不需详述，
需注意的是方程的平均意义。

z—总流过流断面上某点，（所取计算点），单位重量流体的位能，位置高度或高度
水头
Ρ/ρg--总流过流断面上某点（所取计
算点）单位重量流体的压能，测压管高
度或压强水头。

αv²/2g—总流过流断面上单位重量流
体的平均动能，平均流速高度或速度水
头。

Hw--总流两断面间单位重量流体平均的
机械能损失。

因为索取过流断面是渐变流断面，面上
各点的势能相等，即Z+Ρ/ρg是过流断
面上单位重量流体的平均势能。

而αv²
/2g是过流断面上单位重量流体的平均
动能故3项之和Z+Ρ/ρg+αv²/2g是过
流断面上单位重量流体的平均机械能，
是4-19是能量守恒原理的总流表达式
六、雷诺数的物理意义：关于雷诺数的
物理意义如第五章，5.3所述，是以宏
观特征量表征的、质点所受惯性力与黏
性力之比。

当Re<Rec，流动受黏性作用
控制，使流体因受扰动所引起的紊动衰
减，流动保持为层流，随着Re增大，黏
性作用减弱，惯性对紊动的激励作用增
强，当Re>Rec时，流动受惯性作用控制
流动，转变为紊流，正因为雷诺数表征
了流态决定性因素的对比，具有普遍意
义，所以牛顿流体圆管流的临界雷诺数
Re=2300。

七、层流：实验时保持水箱内水位恒定，
稍许开启阀门B,使玻璃管内保持较低
流速。

再打开阀门D,颜色水经针管E流
出。

这时可见玻璃管内的颜色水成一条
界限分明的纤流与周围清水不相混合。

表明玻璃管中的水一层套着一层呈层状
流动，各层质点互不掺混，这种流动状
态称为层流。

八、湍流：逐渐开大阀门B，玻璃管内
流速增大到某一临界质v′c时，颜色水
纤流出现抖动。

再开大阀门B，颜色水
纤流破散并与周围清水混合，使玻璃管
的整个断面都带颜色。

表明此时质点的
运动轨迹极不规则，各层质点相互掺混，
这种流动状态称为稳流或湍流。