壓力流

流動特性不隨時間改變的壓力流。研究定常壓力流的目的在於找出管道特性和流動特性之間的關係，這種關係隨流動狀態而不同。在直線圓形管道中，如流動特性不沿流程改變則稱為均勻流，這時流動狀態隨管道雷諾數Re=uD/υ而改變，式中u為平均流速，D為管道直徑，υ為運動粘性係數。雷諾數小於2 000時為層流；向湍流過渡的雷諾數在2 000～4 000之間，4 000以上為湍流。定常壓力流的流動特性和管道特性之間的關係，可參見管流。

流動特性隨時間改變的壓力流。管道閥門啓閉，水力機械啓動、負荷改變或停機過程中的流動皆是不定常壓力流。若關閉或停機的速率很快，由於水流的慣性，液體將被壓縮而產生水擊。分析這一流動時必須考慮液體的可壓縮性。分析可壓縮非定常壓力流時，常用平均流速υ、壓力p、管道橫截面積A、密度p等量，並將流動簡化為一維問題。這時流動特性是距離s和時間t的函數。連續性方程為：

運動方程為：

式中z為管道高程；f為摩擦係數，它是雷諾數Re和管道內壁相對粗糙度ε/D的函數（見管流）；第四和第五項分別代表重力和管壁摩擦阻力的作用。液體受壓縮時的狀態方程為

，由此推出：

中K為液體的體積彈性模量。如果不考慮管壁的慣性，則彈性圓形管道的變形方程為

，由此推出：

式中為管壁厚度；E為管壁材料的彈性模量。略去高階小量後可得出下列方程組：

式中c為壓力波傳播速度。這是一組雙曲型微分方程，可用有限差分方法或特徵線法進行數值計算。應用這些方程可計算水擊壓力。

V.L.Streeter and　E.B.Wylie, Fluid Mechanics, McGraw-Hill, New York,1975.