雷诺实验

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雷诺实验

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(三)实验装置 雷诺实验装置主要由稳压溢流水槽、实验导管、转子 流量计、低位贮水槽、循环水泵等部分组成,演示主管路 为φ20×2mm硬质玻璃。自来水不断注入并充满稳压溢流 水槽,稳压溢流水槽的水流经实验导管和流量计,最后排 入下水道,稳压溢流水槽的溢流水,也直接排入下水道,
水流量由调节阀控制。
具体实验装置见下图:
的流型已进入湍流区域,记下水的流量和温度数据,以计算
上临界雷诺数据。 反复进行数次(至少五至六次)取平均值。
3、注意事项
(1)本实验示踪剂采用红墨水,它由红墨水储瓶,经连
接软管和注射针头,注入实验导管。应当注意调节注射针头
的位置使针头位于管轴线上为佳,红墨水的注射速度应与主 体流体的流速相近(略低一些),因此随水流量的增大,需 相应的调节红墨水注射流量,才能得到较好的实验效果。 (2)在实验过程中应随时注意稳压槽溢水流量,随着操 作流量的变化,相应调节低位贮水槽的供水量,防止稳压槽 内液面下降或泛滥事故发生。
3、在实验过程中切勿碰撞设备,操作时也要轻巧缓慢, 以免干扰流体流动过程的稳定性。实验过程有一定的滞后现 象,因此调节流量的过程切勿操之过急,状态确定稳定之后, 再继续调节或记录数据。
(五)计算参考数据
实验导管内径:18mm (六)数据记录
六记录表
管子内径
项目 序号
水的温度
1
2
3
4
5
水的密度
水的粘度 流量计读数
观察流动类型
Re
ห้องสมุดไป่ตู้
七、实验结果 上临界雷诺数Re=
下临界雷诺数Re=
(七)思考题
1、影响流动形态的因素有哪些? 2、如果管子是不透明的,不能用直接观察来判断管中

第二章化工原理实验 雷诺实验

第二章化工原理实验 雷诺实验

第二章化工原理实验实验一、雷诺实验一、实验目的:1.建立“滞流和湍流两种流动形态”的感性认识;2.观察雷诺准数与流体流动类型的相互关系;3.观察滞流时流体在圆管内的速度分布曲线;二、实验原理:1.滞流时,流体质点做直线运动,即流体分层流动,与周围的流体无宏观的混合,湍流时,流体质点呈紊乱地向各方向作随机的脉动,流体总体上仍沿管道方向流动。

2.雷诺准数是判断实际流动类型的准数。

若流体在圆管内流动,则雷诺准数可用下式表示:(2-1)一般认为,当Re≤2000时,流体流动类型属于滞流;当Re≥4000时,流动类型属于湍流;而Re值在2000~4000范围内是不稳定的过渡状态,可能是层流也可能是湍流,取决于外界干扰条件。

如管道直径或方向的改变、管壁粗糙,或有外来振动等都易导致湍流。

3.对于一定温度的流体,在特定的圆管内流动,雷诺准数仅与流速有关。

本实验是改变水在管内的速度,观察在不同雷诺准数下流体流型的变化。

理论分析和实验证明,滞流时的速度沿管径按抛物线的规律分布。

中心的流速最大,愈近管壁流速愈慢。

湍流时由于流体质点强烈分离与混合,所以速度分布曲线不再是严格的抛物线,湍流程度愈剧烈,速度分布曲线顶部的区域愈广阔而平坦,但即使湍流时,靠近管壁区域的流体仍作滞流流动,这一层称为滞流内层或滞流底层,。

它虽然极薄,但在流体中进行热量和质量的传递时,产生的阻力比流体的湍流主体部分要大得多。

三、实验装置及流程:1.实验装置示意图及流程图2-1 雷诺实验——装置示意图及流程1.溢流管;2.小瓶;3.上水管;4.细管;5.水箱;6.水平玻璃管;7.出口阀门实验装置如图2-1所示,图中水箱内的水由自来水管供给,实验时水由水箱进入玻璃管(玻璃管供观察流体流动形态和滞流时管路中流速分布之用)。

水量由出口阀门控制,水箱内设有进水稳流装置及溢流管,用以维持平稳而又恒定的液面,多余水由溢流管排入下水道。

2.实验仿真界面图2-2 雷诺实验——仿真界面四、实验步骤:1、实验步骤(1)雷诺实验1)打开进水阀,使自来水充满高位水箱;2)待有溢流后,打开流量调节阀;3)缓慢地打开红墨水调节阀;4)调节流量调节阀,并注意观察滞流现象;5)逐渐加大流量调节阀的开度,并注意观察过渡流现象;6)进一步加大流量调节阀的开度,并注意观察湍流现象;7)由孔板流量计测得流体的流量并计算出雷诺准数;8)关闭红墨水调节阀,然后关闭进水阀,待玻璃管中的红色消失,关闭流量调节阀门,结束本次实验。

雷诺实验的分析与总结

雷诺实验的分析与总结

雷诺实验的分析与总结
雷诺实验是流体力学中的经典实验之一,通过该实验可以研究流体的层流和湍流现象,以及流体在管道中的流动规律。

实验的基本原理是通过在管道中插入一根细长的柱体,观察柱体周围流体的流动状态,从而分析流体的性质和流动规律。

首先,雷诺实验可以用来观察流体的层流和湍流现象。

在实验中,当流体速度较小时,流体呈现出层流状态,流线平行且不交叉;而当流体速度增大时,流体会出现湍流现象,流线交叉混乱。

通过对不同流速下的流体状态进行观察和记录,可以分析出层流和湍流的转变条件,以及两者之间的转变过程。

其次,雷诺实验还可以用来研究流体在管道中的流动规律。

通过在管道中插入柱体,观察柱体周围流体的流动状态,可以得出不同位置处流体速度的分布情况。

从而可以分析出流体在管道中的流速分布规律,包括流速的最大值、最小值以及流速剖面的形状等。

这对于工程实践中的管道设计和流体输送具有重要的指导意义。

总的来说,雷诺实验是一项非常重要的实验,通过该实验可以深入地研究流体的性质和流动规律。

通过对实验结果的分析和总结,可以得出很多有价值的结论,对于流体力学的理论研究和工程应用都具有重要的意义。

希望未来能够有更多的科研人员投入到雷诺实验的研究中,为我们对流体力学的认识和应用提供更多的支持和帮助。

雷诺实验

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雷诺实验一、实验背景1883年,雷诺通过实验发现到液流中存在着层流和湍流两种流态:流速较小时,水流有条不紊的呈现层状有序的直线运动,流层间没有质点掺混,这种流态称为层流;当流速增大时,流体质点做杂乱无章的无序的运动,流层间质点掺混,这种流态称为湍流。

雷诺实验还发现存在着湍流转变为层流的临界流速0V ,而0V 又与流体的粘性,圆管的直径d 有关。

若要判别流态,就要确定各种情况下的0V 值。

雷诺运用量纲分析的原理,对这些相关因素的不同量值作出排列组合再分别进行实验研究,得出了无量纲数——雷诺数e R ,以此作为层流与紊流的判别依据,使复杂问题得以简化。

经反复测试,雷诺得出圆管流动的下临界雷诺数值为2320,工程上,一般取之为2000。

当e R <2320时,管中流态为层流,反之,则为湍流。

雷诺简介奥斯本 雷诺(Osborne Reynolds),英国力学家、物理学家和工程师。

1842年8月23日生于北爱尔兰的贝尔法斯特,1912年2月21日卒于萨默塞特的沃切特。

1867年毕业于剑桥大学王后学院。

1868年出任曼彻斯特欧文学院(以后改名为维多利亚大学)的首席工程学教授,1877年当选为皇家学会会员,1888年获皇家勋章,1905年因健康原因退休。

他是一位杰出的实验科学家,由于欧文学院最初没有实验室,因此他的许多早期试验都是在家里进行的。

他于1883年发表了一篇经典性论文──《决定水流为直线或曲线运动的条件以及在平行水槽中的阻力定律的探讨》。

这篇文章以实验结果说明水流分为层流与紊流两种形态,并提出以无量纲数Re (后称为雷诺数)作为判别两种流态的标准。

他还于1886年提出轴承的润滑理论,1895年在湍流中引入有关应力的概念。

雷诺兴趣广泛,一生著述很多,其中近70篇论文都有很深远的影响。

这些论文研究的内容包括力学、热力学、电学、航空学、蒸汽机特性等。

他的成果曾汇编成《雷诺力学和物理学课题论文集》两卷。

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雷诺实验实验报告姓名:史亮班级:9131011403学号:913101140327第4章 雷诺实验4.1 实验目的1) 观察层流、紊流的流态及流体由层流变紊流、紊流变层流时的水利特征。

2) 测定临界雷诺数,掌握园管流态判别准则。

3) 学习应用量纲分析法进行实验研究的方法,了解其实用意义。

4.2 实验装置雷诺实验装置见图4.1。

图4.1 雷诺实验装置图说明:本实验装置由供水水箱及恒压水箱、实验管道、有色水及水管、实验台、流量调节阀等组成,有色水经有色水管注入实验管道中心,随管道中流动的水一起流动,观察有色水线形态判别流态。

专用有色水可自行消色。

4.3 实验原理流体流动存在层流和紊流两种不同的流态,二者的阻力性质不相同。

当流量调节阀旋到一定位置后,实验管道内的水流以流速v 流动,观察有色水形态,如果有色水形态是稳定直线,则圆管内流态是层流,如果有色水完全散开,则圆管内流态是紊流。

而定量判别流体的流态可依据雷诺数的大小来判定。

经典雷诺实验得到的下临界值为2320,工程实际中可依据雷诺数是否小于2000来判定流动是否处于层流状态。

圆管流动雷诺数:e R KQ d Qvd vd ====νπνμρ4 (4.1) 式中:ρ──流体密度,kg/cm 3;v ──流体在管道中的平均流速,cm/s ;d ──管道内径,cm ; μ──动力粘度,Pa •s ;ν──运动粘度,ρμν=,cm 2/s ; Q ──流量,cm 3/s ;K ──常数,νπd K 4=,s/cm 3。

4.4 实验方法与步骤1) 记录及计算有关常数。

管径 d = 1.37 cm, 水温 t = 14.8 ℃ 水的运动粘度 ν=2000221.00337.0101775.0tt ++= 0.01147 cm 2/s 常数 νπd K 4== 81.03 s/cm 3 2) 观察两种流态。

滚动有色水塑料管上止水夹滚轮,使有色水流出,同时,打开水箱开关,使水箱充满水至溢流,待实验管道充满水后,反复开启流量调节阀,使管道内气泡排净后开始观察两种流态。

雷诺实验的实验原理和方法

雷诺实验的实验原理和方法

5实验二雷诺实验一、实验目的1、观察流体在管内流动的两种不同流动型态。

2、测定临界雷诺数R ec 。

二、实验原理流体流动有两种不同型态,即层流(或称滞流)和紊流(或称湍流),这一现象最早是由雷诺(Reynolds )于1883年首先发现的。

流体作层流流动时,其流体质点作平行于管轴的直线运动,且在径向无脉动;流体作紊流流动时,其流体质点除沿管轴方向作向前运动外,还在径向作脉动,从而在宏观上显示出紊乱地向各个方向作不规则的运动。

流体流动型态可用雷诺数(Re )来判断,这是一个由各影响变量组合而成的无因次数群,故其值不会因采用不同的单位制而不同。

但应当注意,数群中各物理量必须采用同一单位制。

若流体在圆管内流动,则雷诺数可用下式表示:μνρd =Re (16-1)式中:Re —雷诺数,无因次;d —管子内径,m ;v —流体在管内的平均流速,m /s ;ρ—流体密度,kg /m 3;μ—流体的动力粘滞系数;Pa·s 。

层流转变为紊流时的雷诺数称为临界雷诺数,用R ek 表示。

工程上一般认为,流体在直圆管内流动时,当Re <2000时为层流;当Re >4000时,圆管内已形成紊流;当Re 在2000至4000范围内,流动处于一种过渡状态,可能是层流,也可能是紊流,或者是二者交替出现,这要视外界干扰而定,一般称这一Re 数范围为过渡区。

式(1)表明,对于一定温度的流体,在特定的圆管内流动,雷诺数仅与流体流速有关。

本实验即是通过改变流体在管内的速度,观察在不同雷诺数下流体的流动型态。

三、实验装置与设备参数装置主要由玻璃试验导管、流量计、流量调节阀、低位贮水槽、循环水泵、稳压溢流水槽等部分组成,演示主管路为220⨯φmm 硬质玻璃。

实验装置如图16-1所示:四、实验方法:实验前,先将水充满低位贮水槽,关闭流量计后的调节阀,然后启动循环水泵。

待水充满稳压溢流水槽后,开启流量计后的调节阀。

水由稳压溢流水槽流经缓冲槽、试验导管和流量计,最后流回低位贮水槽。

(完整版)雷诺实验

(完整版)雷诺实验

雷诺实验一、实验背景1883年,雷诺通过实验发现到液流中存在着层流和湍流两种流态:流速较小时,水流有条不紊的呈现层状有序的直线运动,流层间没有质点掺混,这种流态称为层流;当流速增大时,流体质点做杂乱无章的无序的运动,流层间质点掺混,这种流态称为湍流。

雷诺实验还发现存在着湍流转变为层流的临界流速0V ,而0V 又与流体的粘性,圆管的直径d 有关。

若要判别流态,就要确定各种情况下的0V 值。

雷诺运用量纲分析的原理,对这些相关因素的不同量值作出排列组合再分别进行实验研究,得出了无量纲数——雷诺数e R ,以此作为层流与紊流的判别依据,使复杂问题得以简化。

经反复测试,雷诺得出圆管流动的下临界雷诺数值为2320,工程上,一般取之为2000。

当e R <2320时,管中流态为层流,反之,则为湍流。

雷诺简介奥斯本 雷诺(Osborne Reynolds),英国力学家、物理学家和工程师。

1842年8月23日生于北爱尔兰的贝尔法斯特,1912年2月21日卒于萨默塞特的沃切特。

1867年毕业于剑桥大学王后学院。

1868年出任曼彻斯特欧文学院(以后改名为维多利亚大学)的首席工程学教授,1877年当选为皇家学会会员,1888年获皇家勋章,1905年因健康原因退休。

他是一位杰出的实验科学家,由于欧文学院最初没有实验室,因此他的许多早期试验都是在家里进行的。

他于1883年发表了一篇经典性论文──《决定水流为直线或曲线运动的条件以及在平行水槽中的阻力定律的探讨》。

这篇文章以实验结果说明水流分为层流与紊流两种形态,并提出以无量纲数Re (后称为雷诺数)作为判别两种流态的标准。

他还于1886年提出轴承的润滑理论,1895年在湍流中引入有关应力的概念。

雷诺兴趣广泛,一生著述很多,其中近70篇论文都有很深远的影响。

这些论文研究的内容包括力学、热力学、电学、航空学、蒸汽机特性等。

他的成果曾汇编成《雷诺力学和物理学课题论文集》两卷。

(完整版)雷诺实验

(完整版)雷诺实验

雷诺实验雷诺实验一、实验背景1883 年,雷诺通过实验发现到液流中存在着层流和湍流两种流态:流速较小时,水流有条不紊的呈现层状有序的直线运动,流层间没有质点掺混,这种流态称为层流;当流速增大时,流体质点做杂乱无章的无序的运动,流层间质点掺混,这种流态称为湍流。

雷诺实验还发现存在着湍流转变为层流的临界流速 V ,而V 又0 0与流体的粘性,圆管的直径d 有关。

若要判别流态,就要确定各种情况下的V 值。

0雷诺运用量纲分析的原理,对这些相关因素的不同量值作出排列组合再分别进行实,以此作为层流与紊流的判别依据,使复验研究,得出了无量纲数——雷诺数 Re杂问题得以简化。

经反复测试,雷诺得出圆管流动的下临界雷诺数值为 2320,工程上,一般取之<2320 时,管中流态为层流,反之,则为湍流。

为 2000 。

当Re雷诺简介奥斯本雷诺 (Osborne Reynolds) ,英国力学家、物理学家和工程师。

1842 年 8 月 23 日生于北爱尔兰的贝尔法斯特, 1912年 2 月 21 日卒于萨默塞特的沃切特。

1867 年毕业于剑桥大学王后学院。

1868 年出任曼彻斯特欧文学院(以后改名为维多利亚大学)的首席工程学教授, 1877 年当选为皇家学会会员, 1888年获皇家勋章, 1905 年因健康原因退休。

他是一位杰出的实验科学家,由于欧文学院最初没有实验室,因此他的许多早期试验都是在家里进行的。

他于 1883 年发表了一篇经典性论文── 《决定水流为直线或曲线运动的条件以及在平行水槽中的阻力定律的探讨》。

这篇文章以实验结果说明水流分为层流与紊流两种形态,并提出以无量纲数 Re (后称为雷诺数)作为判别两种流态的标准。

他还于 1886 年提出轴承的润滑理论, 1895 年在湍流中引入有关应力的概念。

雷诺兴趣广泛,一生著述很多,其中近 70 篇论文都有很深远的影响。

这些论文研究的内容包括力学、热力学、电学、航空学、蒸汽机特性等。

雷诺实验——精选推荐

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雷诺实验§1-1 雷诺实验⼀、实验⽬的1.观察流体流动时各种流动型态;2.观察层流状态下管路中流体速度分布状态;3.测定流动型态与雷诺数Re 之间的关系及临界雷诺数值。

⼆、实验原理概述流体在流动过程中有两种截然不同的流动状态,即层流和湍流。

它取决于流体流动时雷诺数.Re 值的⼤⼩。

雷诺数:Re = dυρ/µ式中:d -管⼦内径,mυ-流体流速,m.s-1ρ-流体密度,kg .m-3µ-流体粘度,kg .m?1 . s?1实验证明,流体在直管内流动时,当Re ≤2000时属层流;Re ≥4000时属湍流;当Re 在两者之间时,可能为层流,也可能为湍流。

流体于某⼀温度下在某⼀管径的圆管内流动时,Re 值只与流速有关。

本实验中,⽔在⼀定管径的⽔平或垂直管内流动,若改变流速,即可观察到流体的流动型态及其变化情况,并可确定层流与湍流的临界雷诺数值。

三、装置和流程本实验装置和流程图如下图。

图1 流体流动型态测定装置流程图⽔由⾼位槽1,流经观察管2,流量调节阀5,流量计6,然后排⼊地沟。

⽰踪物(墨⽔)由墨⽔瓶3 经墨⽔阀4,管2 ⾄地沟。

其中1 为⽔槽,2 为玻璃观察管,3 为墨⽔瓶,4、5 为阀,6 为转⼦流量计。

四、操作步骤⼀、测定不同流动形态时的雷诺数:1)检查所有阀门处于关闭状态,向墨⽔瓶内注⼊墨⽔(⽰踪剂)。

2)将⾼位槽注满⽔。

3)待溢流管内有⽔流出时,调节进⽔龙头开度,使溢流管内有少量溢流。

(溢流管内有少量溢流即可,否则会影响雷诺准数的测定)。

4)打开“排⽓阀”,待墨⽔流出,关闭“排⽓阀”,打开墨⽔阀”,调节墨⽔流量⾄墨⽔呈细线状。

5)稍稍打开“流量调节阀5”,使墨⽔呈稳定直线状流动后,记录流量计的读数。

6)从50 L/h开始,从⼩到⼤调节,逐渐加⼤⽔量,并同时调节墨⽔阀,每调节⼀次记录流量计读数和观察到的流动形态。

记录墨⽔线开始波动以及墨⽔与清⽔全部混合时的流量计读数。

雷诺实验实验报告

雷诺实验实验报告

雷诺实验实验报告
实验目的:通过雷诺实验,探究流体在管道中的流动特性。

实验仪器:雷诺实验装置、流量计、水泵等。

实验原理:雷诺实验是通过改变水管的流速和管道直径,观察流体在管道中的运动情况,得出雷诺数与流体性质的关系。

实验步骤:
1. 设置实验装置,确保流体可以顺利流动。

2. 调节水泵流速,记录不同速度下的流量数据。

3. 测量管道直径,并计算雷诺数。

4. 分析实验数据,得出结论。

实验结果:实验结果表明,雷诺数与流体性质、流速以及管道直径密切相关。

当雷诺数小于临界值时,流体呈现层流状态;当雷诺数大于临界值时,流体呈现湍流状态。

实验结论:通过雷诺实验,我们可以深入了解流体在管道中的运动规律,为工程实践提供重要参考。

实验注意事项:
1. 操作实验仪器时要小心轻放,避免损坏设备。

2. 实验结束后及时清洗实验装置,保持设备干净。

通过本次雷诺实验,我们对流体力学有了更深入的了解,实验结果
可为相关领域的研究提供有力支持。

愿这次实验给您带来启发与收获!。

雷诺实验

雷诺实验

雷诺实验一、 实验目的1、 观察层流、紊流的流态及其相互转换的过程;2、 描述层流及紊流的水力特征。

二、 基本原理dvK KQ dvQ g vd ππρ44Re ====其中:Re ----- 雷诺数 V ------ 流速 D ------ 管径 ρ------ 密度g ------- 重力加速度 Q ------ 流量三、 实验装置实验主界面如下图所示:进入实验后首先要打开进水阀门。

在输入框输入0-100的数字,也可以通过点击上下按钮调节阀门开度。

按回车键完成输入,按ESC键取消输入。

循环水打开后,还应打开红墨水阀门。

然后再打开排水阀并察看流量。

点击玻璃管,通过弹出的录像查看流体的流动状态。

授权后可以点击画面下方的自动记录按钮,记录实验数据,也可以手动记录。

调节不同流量,多次记录排水阀不同开度下的流量。

五、数据处理打开画面左边的数据处理,授权后如果在实验过程中点击了自动记录,实验数据将被自动记录下来,也可以手动在表格中输入数据。

下面是未经计算的原始数据记录界面:对测量数据进行计算,授权后可以自动计算。

在实验报告部分,可以通过点击保存键对实验数据进行保存;可以通过点击加载键对实验数据进行加载;可以通过点击报表键,对实验数据进行打印。

在数据处理方面,可以通过整组删除键实现对一组数据的删除。

点击自动计算按钮,自动计算出雷诺数击流动类型。

下面是实验计算示例:如果在前面已经进行了计算,点击绘制曲线,将自动画出雷诺数与流量关系曲线。

柏努利方程仪实验一、实验目的:1、 通过实测静止和流动的流体中各项压头及相互转换验证流体静力学原理和柏努利方程。

2、 通过实测流速的变化和与之相适应的压头损失的变化确定两者之间的关系。

二、基本原理:流动的流体具有三种机械能:位能,动能和静压能,这三种能量可以相互转换。

在没有摩擦损失且不输入外功的情况下,流体在稳定流动中流过的各界面上的机械能总和是相等的。

在有摩擦而没有外功输入时,任意两截面间的机械能的差即为摩擦损失。

雷诺实验

雷诺实验

雷诺实验
一、实验目的
观察液体在圆管中的流动形态,并测定下临界雷诺数。

二、实验原理
液体在流动时,有两种流态,即层流和紊流,可用雷诺数Re来判断液体流动的流态,其表达式为:
υd
Re=
ν
式中υ——液体在管中的平均速度(m/s);
d ——实验管段的内径(m);
ν——液体运动黏性系数(m2/s)
水的运动黏性系数与温度有关,可由下表查出:
从层流转变成紊流时的Re称为上临界雷诺数Re'k,从紊流转变成层流时的Re称为下临界雷诺数Re k,目前公认的是Re k=2300。

本实验只测定下临界雷诺数Re k。

三、实验设备
实验所用雷诺实验台如下图:
温度计一只;秒表一个。

四、实验步骤
1. 插上电源插头,打开进水阀门,使水箱进水并保持恒定水位;
2. 开亮灯光,全开实验玻璃管A的阀门B。

微开色液C下的管阀D,使色液流入实验管A。

可看到色液与水流迅速混合,此时液流为紊流流态。

3. 慢慢关闭B,同时观察A中水流状况。

当看到A中色液刚出现一条细的线流时,即为从紊流转变为层流时的下临界状态。

迅速测量流量及水温,记录数据。

4. 再次开大B,使A中成为紊流,重复3,共4~5次。

5. 实验完毕,整理仪器设备,关闭电源灯光、各种阀门,放光水箱中的水。

五、问题讨论
1. 层流、紊流两种水流流态的外观表现是怎样的?
2. 破坏层流的主要物理原因是什么?
实验报告完成日期年月日
指导教师签字。

雷诺实验

雷诺实验

雷诺实验实验报告姓名:史亮班级:9131011403学号:913101140327;.;.第4章 雷诺实验4.1 实验目的1) 观察层流、紊流的流态及流体由层流变紊流、紊流变层流时的水利特征。

2) 测定临界雷诺数,掌握园管流态判别准则。

3) 学习应用量纲分析法进行实验研究的方法,了解其实用意义。

4.2 实验装置雷诺实验装置见图4.1。

图4.1 雷诺实验装置图说明:本实验装置由供水水箱及恒压水箱、实验管道、有色水及水管、实验台、流量调节阀等组成,有色水经有色水管注入实验管道中心,随管道中流动的水一起流动,观察有色水线形态判别流态。

专用有色水可自行消色。

4.3 实验原理流体流动存在层流和紊流两种不同的流态,二者的阻力性质不相同。

当流量调节阀旋到一定位置后,实验管道内的水流以流速v 流动,观察有色水形态,如果有色水形态是稳定直线,则圆管内流态是层流,如果有色水完全散开,则圆管内流态是紊流。

而定量判别流体的流态可依据雷诺数的大小来判定。

经典雷诺实验得到的下临界值为2320,工程实际中可依据雷诺数是否小于2000来判定流动是否处于层流状态。

圆管流动雷诺数:e R KQ d Qvd vd ====νπνμρ4 (4.1) 式中:ρ──流体密度,kg/cm 3;v ──流体在管道中的平均流速,cm/s ;d ──管道内径,cm ; μ──动力粘度,Pa •s ;ν──运动粘度,ρμν=,cm 2/s ;;.Q ──流量,cm 3/s ;K ──常数,νπd K 4=,s/cm 3。

4.4 实验方法与步骤1) 记录及计算有关常数。

管径 d = 1.37 cm, 水温 t = 14.8 ℃ 水的运动粘度 ν=2000221.00337.0101775.0tt ++= 0.01147 cm 2/s 常数 νπd K 4== 81.03 s/cm 3 2) 观察两种流态。

滚动有色水塑料管上止水夹滚轮,使有色水流出,同时,打开水箱开关,使水箱充满水至溢流,待实验管道充满水后,反复开启流量调节阀,使管道内气泡排净后开始观察两种流态。

雷诺实验的实验原理和方法

雷诺实验的实验原理和方法

5实验二雷诺实验一、实验目的1、观察流体在管内流动的两种不同流动型态。

2、测定临界雷诺数R ec 。

二、实验原理流体流动有两种不同型态,即层流(或称滞流)和紊流(或称湍流),这一现象最早是由雷诺(Reynolds )于1883年首先发现的。

流体作层流流动时,其流体质点作平行于管轴的直线运动,且在径向无脉动;流体作紊流流动时,其流体质点除沿管轴方向作向前运动外,还在径向作脉动,从而在宏观上显示出紊乱地向各个方向作不规则的运动。

流体流动型态可用雷诺数(Re )来判断,这是一个由各影响变量组合而成的无因次数群,故其值不会因采用不同的单位制而不同。

但应当注意,数群中各物理量必须采用同一单位制。

若流体在圆管内流动,则雷诺数可用下式表示:μνρd =Re (16-1)式中:Re —雷诺数,无因次;d —管子内径,m ;v —流体在管内的平均流速,m /s ;ρ—流体密度,kg /m 3;μ—流体的动力粘滞系数;Pa·s 。

层流转变为紊流时的雷诺数称为临界雷诺数,用R ek 表示。

工程上一般认为,流体在直圆管内流动时,当Re <2000时为层流;当Re >4000时,圆管内已形成紊流;当Re 在2000至4000范围内,流动处于一种过渡状态,可能是层流,也可能是紊流,或者是二者交替出现,这要视外界干扰而定,一般称这一Re 数范围为过渡区。

式(1)表明,对于一定温度的流体,在特定的圆管内流动,雷诺数仅与流体流速有关。

本实验即是通过改变流体在管内的速度,观察在不同雷诺数下流体的流动型态。

三、实验装置与设备参数装置主要由玻璃试验导管、流量计、流量调节阀、低位贮水槽、循环水泵、稳压溢流水槽等部分组成,演示主管路为220⨯φmm 硬质玻璃。

实验装置如图16-1所示:四、实验方法:实验前,先将水充满低位贮水槽,关闭流量计后的调节阀,然后启动循环水泵。

待水充满稳压溢流水槽后,开启流量计后的调节阀。

水由稳压溢流水槽流经缓冲槽、试验导管和流量计,最后流回低位贮水槽。

雷诺实验资料

雷诺实验资料

雷诺实验雷诺实验是流体力学中一项经典的实验,旨在研究流体在管道内的流动特性。

该实验由法国工程师雷诺于19世纪70年代提出并开展。

通过雷诺实验,研究者可以深入了解流体在管道内的速度分布、流体的压力损失、混合效果等重要参数,进而优化管道设计和流体运输系统。

实验设备与原理雷诺实验通常使用一根直径较小的圆柱形管道,管道内充满流体并施加一定的压力,通过在管道内放置流速计等设备,测量管道内不同位置处的流速和压力值。

在实验中,可以改变流体的种类、流速、管道直径等参数,以研究流体运动的规律和特性。

实验目的雷诺实验的主要目的在于:1.确定流体在管道内的速度分布规律。

2.研究管道内的摩擦阻力和流体的压力损失情况。

3.探究流体在弯曲管道、分支管道等复杂结构中的流动特性。

4.为优化管道设计、节能减排提供理论支持。

实验过程1.设置实验装置,保证管道内流体的稳定流动。

2.测量管道内不同位置处的流速和压力值。

3.记录实验数据,进行数据处理和分析。

4.根据实验结果,得出相应的结论和建议。

实验结果与分析根据雷诺实验的结果分析,可以得出一些重要结论:1.流速随着管道内径向位置的变化而变化,通常靠近管道壁面处的流速较小,靠近管道中心处的流速较大。

2.流体在管道内流动会受到摩擦阻力的影响,导致流体的压力损失。

3.在弯曲管道或分支管道中,流体会发生较大的速度梯度和旋转现象,对管道设计产生重要影响。

结论与展望通过雷诺实验的研究,我们可以更加深入地了解流体在管道内的流动规律,为工程实践和科学研究提供重要参考。

未来,随着实验技术的不断发展和完善,雷诺实验将在流体力学领域发挥越来越重要的作用。

以上就是关于雷诺实验的简要介绍,希望能让读者对该实验有更深入的了解。

雷诺实验

雷诺实验

• 式中 d为玻璃管内径;ν 为流体的运动粘性系数,μ为流体的动力 粘性系数,为流体的密度,V c 为流体的临界速度。 水的运动粘性 系数 ν 与温度的关系为:
实验设备
实验步骤
• 1、开启进水开关,向水箱内注水。到达一定水位高度,并保持适 当的溢流,使水箱内水位稳定。在实验期间如出现水位变化时, 应缓慢调节进水开关确保水箱内水位稳定。 • 2、打开玻璃管放水开关,待管内空气排出后,松开颜色水开关使 颜色水随玻璃管内主流 一起流动。 • 3、缓慢关小放水开关,同时观察玻璃管内颜色水变动情况,直到 颜色水变为一条稳定的直线,此时即 为紊流转变为层流的下临 界状态。用量杯和秒表测量流量。 • 4、开大放水开关,使玻璃管内水流变为紊流状态;重新缓慢关小 放水开关,待玻璃管内颜色水变为一条直线时,用量杯和秒表测 量此时的流量。 • 5、重复前述步骤,分别测量出对应的临界流量。 • 6、实验完成后,整理实验数据,按规定格式撰写实验报告。

Re
VR

Re k

Rek 2000
Rek 500
1.0 若Re<Rek,水流为层流, hf V
1.75~2.0 若Re>Rek,水流为紊流, hf V
雷诺实验
颜色水
hf
颜色水
lghf
θ2
流速由小至大 流速由大至小
颜色水
V Vk , hf V 1.0
θ1
V Vk , hf V 1.75 2.0
雷诺实验
实验原理
雷诺实验 ——揭示了水流运动具有层流与紊流两种流态。
当流速较小时,各流层的液体质点是有条不紊地
运动,互不混杂,这种型态的流动叫做层流。
当流速较大,各流层的液体质点形成涡体,在流 动过程中,互相混掺,这种型态的流动叫做紊流。

实验四雷诺实验

实验四雷诺实验

实验四 流动状态实验----雷诺实验一、实验目的1. 观察层流和紊流的流态及其转换特征;2. 通过临界雷诺数,掌握圆管流态判别准则;3. 学习在流体力学中应用无量纲参数进行试验研究的方法,并了解其使用意义。

二、实验原理1、实际流体的流动会呈现出两种不同的型态:层流和紊流,它们的区别在于:流动过程中流体层之间是否发生混掺现象。

在紊流流动中存在随机变化的脉动量,而在层流流动中则没有,如图1所示。

2、圆管中恒定流动的流态转化取决于雷诺数。

雷诺根据大量实验资料,将影响流体流动状态的因素归纳成一个无因次数,称为雷诺数Re ,作为判别流体流动状态的准则Re dυγ=式中 υ——流体断面平均流速 , s cmd ——圆管直径 , cm γ——流体的运动粘度 , s cm 2在本实验中,流体是水。

水的运动粘度与温度的关系可用泊肃叶和斯托克斯提出的经验公式计算20.017810.03370.000221t tγ=++ 式中 γ——水在t C ︒时的运动粘度,cm 2;t ——水的温度,C ︒。

3、判别流体流动状态的关键因素是临界速度。

临界速度随流体的粘度、密度以及流道的尺寸不同而改变。

流体从层流到紊流的过渡时的速度称为上临界流速,从紊流到层流的过渡时的速度为下临界流速。

4、圆管中定常流动的流态发生转化时对应的雷诺数称为临界雷诺数,对应于上、下临界速度的雷诺数,称为上临界雷诺数和下临界雷诺数。

上临界雷诺数表示超过此雷诺数的流动必为紊流,它很不确定,跨越一个较大的取值范围。

而且极不稳定,只要稍有干扰,流态即发生变化。

上临界雷诺数常随实验环境、流动的起始状态不同有所不同。

因此,上临界雷诺数在工程技术中没有实用意义。

有实际意义的是下临界雷诺数,它表示低于此雷诺数的流动必为层流,有确定的取值。

通常均以它作为判别流动状态的准则,即Re < 2320 时,层流Re > 2320 时,紊流该值是圆形光滑管或近于光滑管的数值,工程实际中一般取Re = 2000。

雷诺演示实验报告思考(3篇)

雷诺演示实验报告思考(3篇)

第1篇一、实验背景及目的雷诺演示实验是流体力学领域中的一个经典实验,由法国工程师雷诺于1883年发明。

该实验旨在观察流体在管道中流动时的层流和湍流现象,并研究雷诺数与流态之间的关系。

通过本实验,我们可以加深对流体力学基本概念的理解,掌握雷诺数的计算方法,以及不同流态下的流体特性。

实验目的如下:1. 观察流体在管道中流动时的层流和湍流现象,区分两种流态的特征。

2. 研究雷诺数与流态之间的关系,掌握雷诺数的计算方法。

3. 了解不同流态下的流体特性,如流速分布、压力分布等。

4. 培养学生独立思考和实验操作的能力。

二、实验原理1. 层流和湍流流体在管道中流动时,存在两种基本流态:层流和湍流。

(1)层流:当流体在管道中流动时,各质点沿管道轴线方向作平行流动,流速分布均匀,流动稳定,质点之间无相互干扰。

(2)湍流:当流体流动速度增大到一定程度时,质点之间发生相互干扰,流动变得不稳定,形成涡流,流速分布不均匀。

2. 雷诺数雷诺数是衡量流体流动稳定性的无量纲参数,表示为:Re = ρvd/μ其中,ρ为流体密度,v为平均流速,d为管道直径,μ为流体动力粘度。

当雷诺数小于2000时,流体处于层流状态;当雷诺数大于4000时,流体处于湍流状态;当雷诺数在2000到4000之间时,流体处于过渡状态。

三、实验内容及步骤1. 实验器材:雷诺实验装置、秒表、量筒、测压计等。

2. 实验步骤:(1)安装实验装置,连接各部件。

(2)调节实验装置,使流体在管道中流动。

(3)观察流体流动现象,记录层流和湍流现象。

(4)使用秒表测量流体流动时间,计算平均流速。

(5)使用量筒测量流体流量,计算雷诺数。

(6)分析实验数据,总结流体流动规律。

四、实验结果与分析1. 观察到的现象:在实验过程中,当雷诺数小于2000时,流体在管道中流动稳定,流速分布均匀,呈层流状态;当雷诺数大于4000时,流体在管道中流动不稳定,形成涡流,流速分布不均匀,呈湍流状态。

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雷诺实验
一、实验目的
1、观察液体在圆管中流动时的层流和紊流现象,区分其流动特征及转换情况,加深对层流、紊流形态的感性认识和对雷诺数的理解。

2、测定颜色水在管中不同状态下的雷诺数Re
二、实验原理
液体的两种不同流态及其条件
液体在管道中流动,当流速不同时,会呈现两种不同的流态:层流和紊流。

当流速较小时,管中液体质点以平行而互不混掺的方式作直线运动,这种流动形态称为层流;随着流速的增大,液体形成的直线逐渐变得颤动、弯曲,但仍能保持线状运动;流速继续增大,液体的流动开始变得没有固定的形态,液体质点互相混掺和碰撞,向四周扩散,使全管水流着色,这种流动形态成为紊流。

它们的区别在于:流动过程中液体层之间是否发生混掺现象。

圆管中恒定流动的流态转化取决于雷诺数:νVd
R e =
式中,V ——断面平均流速,m 3/s
d ——圆管直径
ν——液体的运动粘滞系数,m 2/s
当Re <Re c (下临界雷诺数)时为层流状态,Re c =2300;
当Re >'
c Re (上临界雷诺数)时为紊流状态,Re c 在4000~12000之间。

三、实验步骤
(1)认真阅读实验目的要求,实验原理和注意事项。

(2) 熟悉仪器,核对设备编号,记录管径,水温等有关常数。

(3) 打开供水开关,使水箱充水,待水箱溢流后,关闭阀门,检查测压管液
面是否齐平,若不平则须进行排气调平(多开关几次排走气泡)。

(4)观察流动状态:将阀门微微打开,待水流稳定后,打开装有颜色水的容
器开关,使颜色水注入水流。

当颜色水在试验圆管中呈现一条稳定的直线时,此时管内即为层流流态。

然后逐渐开大阀门,增大流量,这时颜色水开始颤动、弯曲,并逐渐扩散,当扩散至全管,水流紊乱到看不清流线时,这便是紊流状态。

(5)将阀门开至最大,然后逐步关小阀门,使管内流量逐步减少;每改变一
次流量,均需等待2~3min ,待水流平稳后,测定每次的流量、水温和1,2两段面间的水头损失(即测压管读数之差)。

为提高实验精度、便于分析整理结果,实验次数尽可能多一些,要求改变流量不少于10次。

(6) 相反,将阀门由小开至最大,使管内;流速逐渐增大,重复上述步骤(5),也做10次以上。

(7) 查数据记录表是否有缺漏、是否有某个数据明显地不合理,若有此情
况,应进行补正。

(8)实验结束,按步骤(3)校核各测压水面是否处于同一水平面上,然后
关闭电源开关,关闭电源开关,拔掉电源插头。

四、实验数据及整理
1、记录、计算有关常数
实验管径d=Φ14mm 实验温度t= ℃ 运动粘度ν
2、整理、计算表
= cm 2/s
表中:水体积V ’和时间T 由实验直接测量得到 Q=
T V ' V=ρ
Q (ρ为水的密度) 再根据公式
νVd
R e =
代入相关数据计算得到每组对应的雷诺数。

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