第一章：流体流动
二、本章思考题
１-1 何谓理想流体？实际流体与理想流体有何区别?如何体现在伯努利方程上?
1-２ 何谓绝对压力、表压和真空度?表压与绝对压力、大气压力之间有什么关系?真空度与绝对压力、大气压力有什么关系？
1-３ 流体静力学方程式有几种表达形式？它们都能说明什么问题?应用静力学方程分析问题时如何确定等压面?
1－4 如何利用柏努利方程测量等直径管的机械能损失?测量什么量?如何计算？在机械能损失时，直管水平安装与垂直安装所得结果是否相同？ 1-５ 如何判断管路系统中流体流动的方向？
1-６何谓流体的层流流动与湍流流动？如何判断流体的流动是层流还是湍流？ 1-7 一定质量流量的水在一定内径的圆管中稳定流动,当水温升高时，Re 将如何变化? 1－8 何谓牛顿粘性定律？流体粘性的本质是什么？ 1-9 何谓层流底层？其厚度与哪些因素有关?
1－10摩擦系数λ与雷诺数Re 及相对粗糙度d / 的关联图分为4个区域。

每个区域中,λ与哪些因素有关？哪个区域的流体摩擦损失f
h 与流速u 的一次方成正比?哪个区域的
f
h 与2
u 成正比？光滑
管流动时的摩擦损失
f
h 与u 的几次方成正比?
1-11管壁粗糙度对湍流流动时的摩擦阻力损失有何影响?何谓流体的光滑管流动? 1-12 在用皮托测速管测量管内流体的平均流速时，需要测量管中哪一点的流体流速，然后如何计算平均流速? 三、本章例题
例1-1 如本题附图所示,用开口液柱压差计测量敞口贮槽中油品排放量。

已知贮槽直径D 为３m ，油品密度为９００kg/m ３。

压差计右侧水银面上灌有槽内的油品,其高度为h1。

已测得当压差计上指示剂读数为R1时，贮槽内油面与左侧水银面间的垂直距离为Ｈ1。

试计算当右侧支管内油面向下移动30mm 后,贮槽中排放出油品的质量。

解：本题只要求出压差计油面向下移动3０mm 时,贮槽内油面相应下移的高度,即可求出排放
量。

首先应了解槽内液面下降后压差计中指示剂读数的变化情况,然后再寻求压差计中油面下移高度与槽内油面下移高度间的关系。

设压差计中油面下移h 高度，槽内油面相应
下移H 高度。

不管槽内油面如何变化,
压差计右侧支管中油品及整个管内水银体积没有变化。

故当
1-1附图
压差计中油面下移h 后，油柱高度没有变化，仍为h1，但因右侧水银面也随之下移h,而左侧水银面必上升h ，故压差计中指示剂读数变为（R －2h ），槽内液面与左侧水银面间的垂直距离变为（H1-Ｈ-h ）。

当压差计中油面下移h 后,选左侧支管油与水银交界面为参考面m,再在右侧支管上找出等压面n （图中未画出ｍ及n 面），该两面上的表压强分别为:
g
h H H p m 01)(ρ--= （
0ρ为油品密度)
g
h R g h p Hg n ρρ)2(101-+=
因
n
m p p =,由上二式得:
g
h H H 01)(ρ--=
g
h R g h Hg ρρ)2(101-+ (1）
上式中第一项
g
R g h g H Hg ρρρ10101+= (2)
将式（２）代入（１）
，并整理得： 0
0)2(ρρρ-=
Hg h H
取
3
/13600m kg Hg =ρ，将已知值代入上式： m
H 8767.0900)
900136002(03.0=-⨯=
即压差计右侧支管油面下移３0m ｍ,槽内液面下降0.8767m,油品排放量为： kg
H D 55749008767.034
4
202=⨯⨯⨯=
πρπ
例1-２ 直径D 为3ｍ的贮水槽下部与直径
d 为40mm 的水平输送管相连。

管路上装有一个闸阀,
闸阀上游设有水银液柱压差计，开口管水银面上方有一段'R 为20mm 的清水。

当阀门全关时,压差计上读数R 为740m ｍ,左侧指示剂液面与水管中心线间的垂直距离h 为１m 。

当阀门全开时,不包括管子出口损失的系统阻力用经验公式
2
40u h f =∑计算。

式中
f
h ∑为流动系数的总摩擦阻力,J/ｋg ，
u 为水在管路中的流速，m/s 。

试求将水放出２4m ３需经历若干时间。

解: 根据题意画出如附图所示的流程图。

由题意知流动过程中槽内水面不断下降，故本题属于不可压缩流体作非定态流动系统。

液面高度随流动时间增加而逐渐降低,管中水的流速随液面下降而逐渐减小。

在微分时间内列全系统的物料衡算，可求得液体高度随时间变化的微分关系,再列瞬
1-2附图。