流体流动的指导操作

流体流动的指导操作一、流体流动概述

流体流动是指在重力、压力差或其他外力作用下，流体（液体或气体）发生宏观位移的现象。理解流体流动的基本原理对于工程设计、工业生产、环境科学等领域具有重要意义。本指导操作将系统介绍流体流动的基本概念、分析方法以及实际应用步骤。

（一）流体流动的基本概念

1.流体特性

(1)连续介质假设：流体被视为由无限小分子组成的连续介质，忽略分子间空隙，简化数学描述。

(2)粘性：流体内部阻碍相对运动的性质，用粘度系数衡量。理想流体无粘性，实际流体均有粘性。

(3)压缩性：流体密度随压力变化的程度，气体压缩性显著，液体可忽略。

2.流动分类

(1)稳定流动：流场中各点参数不随时间变化。

(2)非稳定流动：流场参数随时间变化。

(3)层流：流体分层流动，各层间无混流，受粘性力主导。

(4)湍流：流体不规则混流，伴随涡旋产生，受惯性力主导。

（二）流体流动的基本定律

1.连续性方程

(1)控制体积形式：质量守恒微分表达式为∇·(ρv)+ρ∂v/∂t=0。

(2)稳定流动简化：ρ1A1v1=ρ2A2v2，即质量流量守恒。

(3)不可压缩流体：v1A1=v2A2，速度与截面积成反比。

2.动量方程

(1)牛顿第二定律应用：F=ma，用于分析力对流体运动的影响。

(2)控制体动量定理：ΣF=∂(ρVA)/∂t+∫v(ρv·n)A·dA。

3.能量方程

(1)稳定流动能量方程：ΔP+v²/2+gz=常数。

(2)可压缩流体：Δ(P/ρT)+v²/2+gz=常数。

二、流体流动测量方法

（一）流量测量

1.体积流量测量

(1)孔板流量计：通过节流装置产生压差计算流量，公式Q=CdA√(2ΔP/ρ)。

(2)文丘里流量计：渐缩渐扩管设计，压损较小，精度较高。

(3)转子流量计：浮子随流量上升，通过位移读数确定流量。

2.质量流量测量

(1)电磁流量计：利用法拉第电磁感应原理，适用于导电液体。

(2)质量流量计：直接测量质量流量，不受密度变化影响。

(3)热式质量流量计：通过气体热传导效应测量流量。

（二）压力测量

1.差压测量

(1)U型管压力计：利用液柱高度差测量压差，简单经济。

(2)压力变送器：将压力信号转换为标准电信号。

(3)差压变送器：测量两点间压差，可远程传输。

2.绝对压力测量

(1)活塞式压力计：通过活塞面积与力平衡测量绝对压力。

(2)玻璃管压力计：读取液柱高度确定压力值。

(3)数字压力计：自动显示压力值，精度较高。

三、流体流动分析步骤

（一）工程问题分析

1.确定分析目标

(1)确定需要计算的参数：流量、压降、流速分布等。

(2)明确系统边界条件：入口/出口条件、管路布置等。

2.建立物理模型

(1)绘制系统示意图：标注关键设备、阀门、测点位置。

(2)确定流体性质：密度、粘度、压缩性参数。

（二）数学建模

1.选择控制方程

(1)不可压缩层流：Navier-Stokes方程简化为∇×(v×∇v)=-∇P/ρ+ν∇²v。

(2)可压缩湍流：采用Reynolds时均方程。

(3)稳定流动：简化为二维/三维势流方程。

2.边界条件设定

(1)进口条件：速度分布、压力值。

(2)出口条件：背压、速度出口。

(3)壁面条件：无滑移、热边界。

（三）数值求解

1.网格划分

(1)结构化网格：适用于规则几何形状，计算效率高。

(2)非结构化网格：适用于复杂边界，精度较好。

2.求解参数设置

(1)时间步长：根据Courant-Friedrichs-Lewy条件确定。

(2)收敛标准：残差小于1e-4或5e-5。

(3)稳定化技术：SIMPLE算法、PISO算法。

（四）结果验证

1.物理合理性检查

(1)流线是否连续。

(2)压力梯度与流动方向是否一致。

2.数值精度验证

(1)改变网格密度对比解的变化。

(2)与实验数据或解析解对比。

四、实际应用案例

（一）管道流动优化

1.工程背景

(1)某化工厂管道输送密度为850kg/m³的液体。

(2)管道直径DN=200mm，长度100m，输送流量要求为80m³/h。

2.优化步骤

(1)原始压降计算：采用Darcy-Weisbach公式。

(2)粘度测量：实验测得μ=0.001Pa·s。

(3)经济性评估：对比不同管径方案。

3.优化结果

(1)优化后压降降低15%。

(2)年运行成本节约约8万元。

（二）阀门选型设计

1.设计参数

(1)最大流量要求：120m³/h。

(2)系统压差：0.3MPa。

(3)流体粘度：0.0008Pa·s。

2.选型过程

(1)确定阀门类型：球阀、蝶阀或闸阀。

(2)计算Cv值：Cv=Q√(ρ/ΔP)。

(3)选择阀门尺寸。

3.性能验证

(1)阀门流量特性曲线测试。

(2)压力损失测量。

五、安全注意事项

（一）设备操作安全

1.压力容器使用

(1)检查压力表是否正常。

(2)避免超压操作。

(3)定期进行气密性检测。

2.管道安装

(1)弯头半径不小于管径的3倍。

(2)避免急弯处应力集中。

(3)支架间距不超过5米。

（二）测量仪表防护

1.压力测量

(1)警报值设定在安全阀开启压力的80%。

(2)避免测量腐蚀性流体时生锈。

(3)定期校准测量仪表。

2.流量测量

(1)流速过高时保护仪表。

(2)清除测量通道堵塞物。

(3)避免固体颗粒磨损测量元件。

（三）异常情况处理

1.流动中断

(1)立即关闭上游阀门。

(2)检查堵塞位置。

(3)避免憋压操作。

2.压力异常

(1)紧急泄压。

(2)检查系统密封性。

(3)避免人员暴露在高压区域。

五、安全注意事项（续）

（一）设备操作安全（续）

3.流动状态监测

(1)日常巡检：每小时检查一次流动是否平稳，有无异常声响。

(2)参数记录：记录流量、压力波动情况，建立运行档案。

(3)警报设置：设定流速上限，超过阈值自动报警。

4.管道维护

(1)脱硫防腐：对于输送腐蚀性流体，定期进行内壁防腐处理。

(2)应力分析：定期对弯头、三通处进行应力检测。

(3)超声波检测：每年进行一次管道壁厚超声波检测。

5.阀门操作规范

(1)慢开慢关：开关阀门时采用缓慢操作，避免水锤效应。

(2)关闭顺序：先关闭靠近泵的阀门，再逐步向外关闭。

(3)状态确认：操作后检查阀门是否处于预期开度。

（二）测量仪表防护（续）

3.高温测量

(1)热电偶选型：根据温度范围选择合适类型（如镍铬-镍硅）。

(2)保温措施：对小于300℃的测量采用裸插式，更高温度需加保护管。

(3)冷端补偿：记录环境温度，进行修正计算。

4.气体测量

(1)检漏方法：采用氦质谱检漏仪检测泄漏率。

(2)测量范围：选择量程为实际测量值的1.5倍。

(3)压力补偿：对于可压缩气体，进行压力修正。

5.清洁维护

(1)定期清洗：流量计每季度进行一次清洗。

(2)元件保护：测量头用保护罩罩住，避免磨损。

(3)防污染：在流体中添加过滤装置。

（三）异常情况处理（续）

3.流体泄漏

(1)切断流程：关闭泄漏点上游阀门。

(2)泄漏标识：放置警示牌，疏散无关人员。

(3)处理方法：根据介质特性选择吸附或覆盖材料。

4.设备故障

(1)预警信号：注意设备异常振动或噪音。

(2)紧急停机：启动备用设备，减少停工损失。

(3)故障记录：详细记录故障现象和维修过程。

5.紧急排放

(1)排放标准：排放至指定收集容器，不得直接排放。

(2)排放控制：缓慢开启排放阀，避免冲击。

(3)后续处理：排放后检测确认无残留。

六、流体流动实验操作

（一）基础流动实验

1.实验目的

(1)观察不同条件下的流线形态。

(2)测量雷诺数，判断流动状态。

(3)验证伯努利方程在不同段落的适用性。

2.实验设备清单

(1)可调压供水系统

(2)透明圆管实验段（直径50mm）

(3)毛细管流量计

(4)雷诺数测量装置

(5)毛细管粘度计

(6)高速摄像系统

3.实验步骤

(1)打开供水系统，调节流量至10L/min。

(2)使用毛细管粘度计测量水的运动粘度，记录温度。

(3)在不同位置放置测压孔，连接压力传感器。

(4)缓慢调节阀门，逐步增加流量至200L/min。

(5)使用染料注入法观察流线形态。

(6)记录各点压力，计算管中心流速。

(7)改变流量，重复测量。

4.数据分析

(1)绘制压降-流量曲线。

(2)计算雷诺数Re=ρvd/μ。

(3)对比层流和湍流理论压降公式。

（二）管道阻力实验

1.实验目的

(1)测量不同管件处的局部阻力系数。

(2)验证管长阻力与管径、长度的关系。

(3)确定不同粗糙度的管道摩擦系数。

2.实验设备清单

(1)管道阻力实验台

(2)直管段（长度1m，直径DN20）

(3)弯头（90°，DN20）

(4)三通（T型，DN20）

(5)粗糙度标定管

(6)水箱和泵组

(7)压差传感器

3.实验步骤

(1)测量实验管段外径和内径，计算水力直径。

(2)在直管段两端安装测压传感器。

(3)保持流量恒定，测量不同管件间的压降。

(4)改变流量，重复压降测量。

(5)使用粗糙度标定管测量管道当量粗糙度。

(6)计算摩擦系数f=ΔP/(ρv²L/D)。

4.数据分析

(1)绘制局部阻力系数与雷诺数关系图。

(2)计算不同流量的沿程阻力系数。

(3)对比哈森-威廉斯公式和Darcy-Weisbach公式计算结果。

（三）流动显示实验

1.实验目的

(1)观察边界层发展过程。

(2)研究不同形状物体周围的流动分离。

(3)分析尾流区的湍流结构。

2.实验设备清单

(1)流动显示水槽

(2)透明有机玻璃水槽（尺寸1m×0.5m×0.2m）

(3)染料注入系统

(4)风扇和泵组

(5)长焦距镜头相机

(6)光线照明系统

(7)不同形状阻流体（圆柱、方柱、翼型）

3.实验步骤

(1)调节水泵，使槽内流速达到0.5m/s。

(2)使用微量注射器将染料注入近壁面区域。

(3)使用高速相机拍摄流线发展过程。

(4)改变流速，观察流线变化。

(5)放置不同形状阻流体，观察流动分离现象。

(6)使用频闪摄影拍摄尾流涡旋。

4.数据分析

(1)绘制边界层厚度与距离曲线。

(2)计算分离点的位置。

(3)分析不同形状物体的阻力系数差异。

七、流体流动计算实例

（一）层流计算

1.圆管层流

(1)已知条件：管径D=0.05m，流量Q=0.01m³/s，流体密度ρ=1000kg/m³，粘度μ=0.001Pa·s。

(2)计算步骤：

a.计算平均流速v=4Q/πD²=0.127m/s。

b.计算雷诺数Re=ρvD/μ=6.35×10⁴（层流条件Re<2300）。

c.计算压力降ΔP=32μLv/ρD²=2.04kPa。

(3)结果应用：可计算层流状态下管道压降与长度的关系。

2.平板层流

(1)已知条件：平板长度L=1m，间距h=0.002m，流速U=0.1m/s，μ=0.0008Pa·s。

(2)计算步骤：

a.计算雷诺数Re=ρUh/μ=5×10⁵（层流条件）。

b.计算速度分布u(y)=U(1-(y/h)²)。

c.计算流量Q=0.664μUL/h=5.31×10⁻⁴m³/s。

(3)结果应用：可计算平板附近的速度分布规律。

（二）湍流计算

1.圆管湍流

(1)已知条件：管径D=0.1m，流量Q=0.2m³/s，ρ=900kg/m³，μ=0.0006Pa·s。

(2)计算步骤：

a.计算平均流速v=4Q/πD²=0.257m/s。

b.计算雷诺数Re=ρvD/μ=4.33×10⁵（湍流条件Re>4000）。

c.采用Blasius公式计算摩擦系数f≈0.0032。

d.计算压力降ΔP=f(L/D)v²ρ/2=1.85kPa。

(3)结果应用：可估算湍流状态下的管道压降。

2.非圆形管湍流

(1)已知条件：矩形管a=0.1m，b=0.05m，流量Q=0.15m³/s，ρ=800kg/m³，μ=0.0007Pa·s。

(2)计算步骤：

a.计算水力直径Dh=4(ab)/(a+b)=0.0667m。

b.计算雷诺数Re=ρvDh/μ=5.33×10⁵。

c.采用Kern-Moody公式计算摩擦系数f=0.0034。

d.计算压力降ΔP=f(L/Dh)v²ρ/2=1.92kPa。

(3)结果应用：可计算非圆形管道的流动阻力。

（三）可压缩流动计算

1.等熵流动

(1)已知条件：初温T1=300K，初压P1=1MPa，马赫数M=0.3，气体比热比γ=1.4。

(2)计算步骤：

a.计算出口温度T2=T1(1+(γ-1)/2·M²)^(-γ/(γ-1))=295K。

b.计算出口压强P2=P1(T2/T1)^γ=0.97MPa。

c.计算出口密度ρ2=ρ1·P2/P1·T1/T2=1.02kg/m³。

(3)结果应用：可计算喷管出口参数。

2.等温流动

(1)已知条件：温度T=300K，管道长度L=50m，压降ΔP=0.2MPa，气体常数R=287J/kg·K。

(2)计算步骤：

a.计算流速v=√(2ΔP/(ρL))=316m/s。

b.计算流量Q=ρAv=0.785A·316=0.99m³/s。

c.计算压强P2=P1-ΔP=0.8MPa。

(3)结果应用：可计算等温压缩过程流量。

一、流体流动概述

流体流动是指在重力、压力差或其他外力作用下，流体（液体或气体）发生宏观位移的现象。理解流体流动的基本原理对于工程设计、工业生产、环境科学等领域具有重要意义。本指导操作将系统介绍流体流动的基本概念、分析方法以及实际应用步骤。

（一）流体流动的基本概念

1.流体特性

(1)连续介质假设：流体被视为由无限小分子组成的连续介质，忽略分子间空隙，简化数学描述。

(2)粘性：流体内部阻碍相对运动的性质，用粘度系数衡量。理想流体无粘性，实际流体均有粘性。

(3)压缩性：流体密度随压力变化的程度，气体压缩性显著，液体可忽略。

2.流动分类

(1)稳定流动：流场中各点参数不随时间变化。

(2)非稳定流动：流场参数随时间变化。

(3)层流：流体分层流动，各层间无混流，受粘性力主导。

(4)湍流：流体不规则混流，伴随涡旋产生，受惯性力主导。

（二）流体流动的基本定律

1.连续性方程

(1)控制体积形式：质量守恒微分表达式为∇·(ρv)+ρ∂v/∂t=0。

(2)稳定流动简化：ρ1A1v1=ρ2A2v2，即质量流量守恒。

(3)不可压缩流体：v1A1=v2A2，速度与截面积成反比。

2.动量方程

(1)牛顿第二定律应用：F=ma，用于分析力对流体运动的影响。

(2)控制体动量定理：ΣF=∂(ρVA)/∂t+∫v(ρv·n)A·dA。

3.能量方程

(1)稳定流动能量方程：ΔP+v²/2+gz=常数。

(2)可压缩流体：Δ(P/ρT)+v²/2+gz=常数。

二、流体流动测量方法

（一）流量测量

1.体积流量测量

(1)孔板流量计：通过节流装置产生压差计算流量，公式Q=CdA√(2ΔP/ρ)。

(2)文丘里流量计：渐缩渐扩管设计，压损较小，精度较高。

(3)转子流量计：浮子随流量上升，通过位移读数确定流量。

2.质量流量测量

(1)电磁流量计：利用法拉第电磁感应原理，适用于导电液体。

(2)质量流量计：直接测量质量流量，不受密度变化影响。

(3)热式质量流量计：通过气体热传导效应测量流量。

（二）压力测量

1.差压测量

(1)U型管压力计：利用液柱高度差测量压差，简单经济。

(2)压力变送器：将压力信号转换为标准电信号。

(3)差压变送器：测量两点间压差，可远程传输。

2.绝对压力测量

(1)活塞式压力计：通过活塞面积与力平衡测量绝对压力。

(2)玻璃管压力计：读取液柱高度确定压力值。

(3)数字压力计：自动显示压力值，精度较高。

三、流体流动分析步骤

（一）工程问题分析

1.确定分析目标

(1)确定需要计算的参数：流量、压降、流速分布等。

(2)明确系统边界条件：入口/出口条件、管路布置等。

2.建立物理模型

(1)绘制系统示意图：标注关键设备、阀门、测点位置。

(2)确定流体性质：密度、粘度、压缩性参数。

（二）数学建模

1.选择控制方程

(1)不可压缩层流：Navier-Stokes方程简化为∇×(v×∇v)=-∇P/ρ+ν∇²v。

(2)可压缩湍流：采用Reynolds时均方程。

(3)稳定流动：简化为二维/三维势流方程。

2.边界条件设定

(1)进口条件：速度分布、压力值。

(2)出口条件：背压、速度出口。

(3)壁面条件：无滑移、热边界。

（三）数值求解

1.网格划分

(1)结构化网格：适用于规则几何形状，计算效率高。

(2)非结构化网格：适用于复杂边界，精度较好。

2.求解参数设置

(1)时间步长：根据Courant-Friedrichs-Lewy条件确定。

(2)收敛标准：残差小于1e-4或5e-5。

(3)稳定化技术：SIMPLE算法、PISO算法。

（四）结果验证

1.物理合理性检查

(1)流线是否连续。

(2)压力梯度与流动方向是否一致。

2.数值精度验证

(1)改变网格密度对比解的变化。

(2)与实验数据或解析解对比。

四、实际应用案例

（一）管道流动优化

1.工程背景

(1)某化工厂管道输送密度为850kg/m³的液体。

(2)管道直径DN=200mm，长度100m，输送流量要求为80m³/h。

2.优化步骤

(1)原始压降计算：采用Darcy-Weisbach公式。

(2)粘度测量：实验测得μ=0.001Pa·s。

(3)经济性评估：对比不同管径方案。

3.优化结果

(1)优化后压降降低15%。

(2)年运行成本节约约8万元。

（二）阀门选型设计

1.设计参数

(1)最大流量要求：120m³/h。

(2)系统压差：0.3MPa。

(3)流体粘度：0.0008Pa·s。

2.选型过程

(1)确定阀门类型：球阀、蝶阀或闸阀。

(2)计算Cv值：Cv=Q√(ρ/ΔP)。

(3)选择阀门尺寸。

3.性能验证

(1)阀门流量特性曲线测试。

(2)压力损失测量。

五、安全注意事项

（一）设备操作安全

1.压力容器使用

(1)检查压力表是否正常。

(2)避免超压操作。

(3)定期进行气密性检测。

2.管道安装

(1)弯头半径不小于管径的3倍。

(2)避免急弯处应力集中。

(3)支架间距不超过5米。

（二）测量仪表防护

1.压力测量

(1)警报值设定在安全阀开启压力的80%。

(2)避免测量腐蚀性流体时生锈。

(3)定期校准测量仪表。

2.流量测量

(1)流速过高时保护仪表。

(2)清除测量通道堵塞物。

(3)避免固体颗粒磨损测量元件。

（三）异常情况处理

1.流动中断

(1)立即关闭上游阀门。

(2)检查堵塞位置。

(3)避免憋压操作。

2.压力异常

(1)紧急泄压。

(2)检查系统密封性。

(3)避免人员暴露在高压区域。

五、安全注意事项（续）

（一）设备操作安全（续）

3.流动状态监测

(1)日常巡检：每小时检查一次流动是否平稳，有无异常声响。

(2)参数记录：记录流量、压力波动情况，建立运行档案。

(3)警报设置：设定流速上限，超过阈值自动报警。

4.管道维护

(1)脱硫防腐：对于输送腐蚀性流体，定期进行内壁防腐处理。

(2)应力分析：定期对弯头、三通处进行应力检测。

(3)超声波检测：每年进行一次管道壁厚超声波检测。

5.阀门操作规范

(1)慢开慢关：开关阀门时采用缓慢操作，避免水锤效应。

(2)关闭顺序：先关闭靠近泵的阀门，再逐步向外关闭。

(3)状态确认：操作后检查阀门是否处于预期开度。

（二）测量仪表防护（续）

3.高温测量

(1)热电偶选型：根据温度范围选择合适类型（如镍铬-镍硅）。

(2)保温措施：对小于300℃的测量采用裸插式，更高温度需加保护管。

(3)冷端补偿：记录环境温度，进行修正计算。

4.气体测量

(1)检漏方法：采用氦质谱检漏仪检测泄漏率。

(2)测量范围：选择量程为实际测量值的1.5倍。

(3)压力补偿：对于可压缩气体，进行压力修正。

5.清洁维护

(1)定期清洗：流量计每季度进行一次清洗。

(2)元件保护：测量头用保护罩罩住，避免磨损。

(3)防污染：在流体中添加过滤装置。

（三）异常情况处理（续）

3.流体泄漏

(1)切断流程：关闭泄漏点上游阀门。

(2)泄漏标识：放置警示牌，疏散无关人员。

(3)处理方法：根据介质特性选择吸附或覆盖材料。

4.设备故障

(1)预警信号：注意设备异常振动或噪音。

(2)紧急停机：启动备用设备，减少停工损失。

(3)故障记录：详细记录故障现象和维修过程。

5.紧急排放

(1)排放标准：排放至指定收集容器，不得直接排放。

(2)排放控制：缓慢开启排放阀，避免冲击。

(3)后续处理：排放后检测确认无残留。

六、流体流动实验操作

（一）基础流动实验

1.实验目的

(1)观察不同条件下的流线形态。

(2)测量雷诺数，判断流动状态。

(3)验证伯努利方程在不同段落的适用性。

2.实验设备清单

(1)可调压供水系统

(2)透明圆管实验段（直径50mm）

(3)毛细管流量计

(4)雷诺数测量装置

(5)毛细管粘度计

(6)高速摄像系统

3.实验步骤

(1)打开供水系统，调节流量至10L/min。

(2)使用毛细管粘度计测量水的运动粘度，记录温度。

(3)在不同位置放置测压孔，连接压力传感器。

(4)缓慢调节阀门，逐步增加流量至200L/min。

(5)使用染料注入法观察流线形态。

(6)记录各点压力，计算管中心流速。

(7)改变流量，重复测量。

4.数据分析

(1)绘制压降-流量曲线。

(2)计算雷诺数Re=ρvd/μ。

(3)对比层流和湍流理论压降公式。

（二）管道阻力实验

1.实验目的

(1)测量不同管件处的局部阻力系数。

(2)验证管长阻力与管径、长度的关系。

(3)确定不同粗糙度的管道摩擦系数。

2.实验设备清单

(1)管道阻力实验台

(2)直管段（长度1m，直径DN20）

(3)弯头（90°，DN20）

(4)三通（T型，DN20）

(5)粗糙度标定管

(6)水箱和泵组

(7)压差传感器

3.实验步骤

(1)测量实验管段外径和内径，计算水力直径。

(2)在直管段两端安装测压传感器。

(3)保持流量恒定，测量不同管件间的压降。

(4)改变流量，重复压降测量。

(5)使用粗糙度标定管测量管道当量粗糙度。

(6)计算摩擦系数f=ΔP/(ρv²L/D)。

4.数据分析

(1)绘制局部阻力系数与雷诺数关系图。

(2)计算不同流量的沿程阻力系数。

(3)对比哈森-威廉斯公式和Darcy-Weisbach公式计算结果。

（三）流动显示实验

1.实验目的

(1)观察边界层发展过程。

(2)研究不同形状物体周围的流动分离。

(3)分析尾流区的湍流结构。

2.实验设备清单

(1)流动显示水槽

(2)透明有机玻璃水槽（尺寸1m×0.5m×0.2m）

(3)染料注入系统

(4)风扇和泵组

(5)长焦距镜头相机

(6)光线照明系统

(7)不同形状阻流体（圆柱、方柱、翼型）

3.实验步骤

(1)调节水泵，使槽内流速达到0.5m/s。

(2)使用微量注射器将染料注入近壁面区域。

(3)使用高速相机拍摄流线发展过程。

(4)改变流速，观察流线变化。

(5)放置不同形状阻流体，观察流动分离现象。

(6)使用频闪摄影拍摄尾流涡旋。

4.数据分析

(1)绘制边界层厚度与距离曲线。

(2)计算分离点的位置。

(3)分析不同形状物体的阻力系数差异。

七、流体流动计算实例

（一）层流计算

1.圆管层流

(1)已知条件：管径D=0.05m，流量Q=0.01m³/s，流体密度ρ=1000kg/m³，粘度μ=0.001Pa·s。

(2)计算步骤：

a.计算平均流速v=4Q/πD²=0.127m/s。

b.计算雷诺数Re=ρvD/μ=6.35×10⁴（层流条件Re<2300）。

c.计算压力降ΔP=32μLv/ρD²=2.04kP