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黏性流體的兩種流動狀態
層流：在不同的初始和邊界條件下，黏性流體質點作定向有規則的運動。
湍流（紊流）：流體質點作無規則的不定向的混雜運動。
液態判斷
上臨界速度：從層流到紊流時的平均速度。
下臨界速度：從紊流變爲層流時的平均速度。
根據雷諾實驗可以得出，流體呈現的運動狀態和管徑、流體的粘度以及速度有關。如果管徑和運動粘度改變，則臨界流速也隨着改變，但是
以上這一無量綱的數稱爲雷諾數Re。
雷諾實驗得出結論：下臨界雷諾數爲一定值，而上雷諾數與實驗遇到的外界擾動有關。所以一般以下臨界雷諾數判別流態。
當Re<2320時，管中爲層流；
當Re>2320時，管中爲紊流。
管路中的水力計算
流動阻力及能量損失的兩種形式
1、沿程阻力與沿程損失
沿程阻力：黏性流體運動時，由於流體的黏性形成阻礙流體運動的力。
沿程損失：流體克服沿程阻力所消耗的機械能。
沿程水頭損失
其中
2、局部阻力與局部損失
局部阻力：黏性流體流經各種局部障礙裝置時，由於過流斷面變化，流動方向改變，速度重新分佈，質點間進行動量交換而產生的阻力。
局部損失：流體克服局部阻力所消耗的機械能。
局部水頭損失：單位重量流體的局部損失
其中
管路系統中既有直管段又有閥門彎頭等局部管件，在用總流伯努利方程進行管路水力計算時，所取的兩斷面之間的能量損失既有沿程損失又有局部損失。應分段計算並進行疊加，即：
圓管層流運動
如上圖所示，在定常流動中，作用在圓柱流束上的外力在y方向的投影和爲0。
即：
對於黏性流體層流運動，滿足牛頓內摩擦定律
帶入上式子：
速度分佈
對上式積分：
因爲r=R時，v=0
所以c=ΔpR^2/(4μl)
即圓管層流速度分佈公式，表示斷面速度沿着半徑r呈現拋物線分佈（如下圖所示）：
流量和平均流速
微小環狀面積流量爲dq=2πrvdr，通過斷面的總流量爲：
∴
管中平均流速：
由於
所以
切應力
上式說明在圓管層流過流斷面上，切應力與半徑程正比。
沿程損失
根據伯努利方程，考慮到等截面水平直管
則沿程水頭損失就是管路兩斷面之間壓力水頭之差，即：
綜上分析：層流運動的沿程水頭損失與平均流速的一次方成正比，其沿程阻力系數只和雷諾數有關。
沿程阻力系數
紊流核心和粘性底層
緊貼固壁有一層很薄的流體，受壁面的限制，沿壁面法向的速度梯度很大，粘滯應力起很大作用的這一薄層稱爲黏性底層。距離避免稍遠，壁面對流體質點的影響減少，質點的混雜能力增強，經過很薄的一段過渡層之後，便發展爲完全的湍流，稱爲湍流核心。
黏性底層的厚度
紊流的特點和流動參數時均化
脈動現象：雖然流體在做湍流運動的時候，運動參數隨着時間不停的變化，但是始終圍繞某一平均值變化，這種現象叫做脈動現象。
湍流運動總是非定常的，但是從時均意義上分析，可以認爲是定常的。
水力光滑和水力粗糙
對於任何管道，管壁內表面總是凹凸不平的。管壁表面上峯谷之間的平均距離Δ稱爲管壁的絕對粗糙度。絕對粗糙度與管徑d之比稱爲管壁的相對粗糙度。
當
當
管路中的水擊
水擊（水錘）
在有壓管道中的流速發生急劇變化時，引起壓強的劇烈波動，並在整個管長範圍內傳播的現象。
一、水擊的物理過程
- 第一過程（0≤t≤L/c）壓縮波向水池傳播；
- 第二過程（L/c≤t≤2L/c）膨脹波向閥門傳播；
- 第三過程（2L/c≤t≤3L/c）膨脹波向水池傳播；
- 第四過程（3L/c≤t≤4L/c）膨脹波向閥門傳播；
其中c是水擊波速，L是閥門與水池間的管長。
在t=4L/c瞬時，如果閥門仍然管壁，則水擊波將重複上述四個過程。
二、直接水擊和間接水擊
- 水擊的相：水擊波自閥門向水池傳播並反射回到閥門所需的時間，以
表示，兩相爲一個週期。即
- 直接水擊：若閥門的關閉時間
,則水擊波還沒有來得及自水池返回閥門，閥門已關閉完畢。那麼閥門處的水擊增壓，不受水池反射的減壓波的消弱，而達到可能出現的最大值。
- 間接水擊：若閥門的關閉時間
則水擊波已從水池返回閥門，而關閉仍在進行。那麼，由於受水池反射的減壓波的消弱作用，閥門處的水擊增壓比直接水擊小。因此，工程上應儘可能避免發生直接水擊。
表示，兩相爲一個週期。即
,則水擊波還沒有來得及自水池返回閥門，閥門已關閉完畢。那麼閥門處的水擊增壓，不受水池反射的減壓波的消弱，而達到可能出現的最大值。
則水擊波已從水池返回閥門，而關閉仍在進行。那麼，由於受水池反射的減壓波的消弱作用，閥門處的水擊增壓比直接水擊小。因此，工程上應儘可能避免發生直接水擊。三、最大水擊壓強和水擊波速
直接水擊最大壓強：
間接水擊最大壓強：
上式：v指被改變的流速值；c水擊波速。
水擊波速：
式中：K爲液體體積模量；
E爲管壁材料的彈性模量；
e爲管壁厚度；
d爲管道內徑。
四、較少水擊影響的措施
- 適當延長閥門開啓時間，使得
；
- 儘量採用管徑較大的管道，減少管內流速。
- 縮短管道額 長度，使得管中水體的質量減少。
- 在管道適當的位置設置蓄能器，對水擊壓強其緩衝作用。
- 在管道上安裝安全閥，以便出現水擊時及時減弱水擊壓強的破壞作用。
孔口與管嘴出流
空口出流和管嘴出流的共同點：在水力計算中局部水頭損失起主要作用，沿程損失可以略去不計，用能量方程和連續方程導出計算流速和流量的公式，並由實驗確定式中的係數。
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