实验一 雷诺实验

实验一：雷诺实验

实验一 雷诺实验

一、实验目的

1、观察流体在管内流动时的两种不同型态。

2、观察层流状态下管路中流体速度分布状态。

3、测定流动形态与雷诺数Re 之间的关系及临界雷诺数值。

二、实验内容

1、根据测定参数计算Re 并判断流体流动的流型；

2、确定临界雷诺值

三、实验原理 1、概述

在实际化工生产中，许多过程都涉及到流体流动的内部细节，尤其是流体的流动现象。故而了解流体的流动形态极其重要。本实验装置便于观察，结构简单能使学生对流体流动的两种形态有更好的认识。

2、实验原理

流体流动过程中有两种不同的流动型态：层流和湍流。流体在管内作层流流动时，其质点作直线运动，且质点之间互相平行互不混杂互不碰撞。湍流时质点紊乱地向各个方向作不规则运动，但流体的主体仍向某一方向流动。

影响流体流动型态的因素，除代表惯性力的流速和密度及代表粘性力的粘度外，还与管型、管径等有关。经实验归纳得知可由雷诺准数Re 来判别：

μ

ρ

du =

Re

式中：d — 管子内径（m ）

u — 流速（m / s ） ρ—流体密度（㎏/m 3） μ—流动粘度（PaS ）

雷诺准数是判断流体流动类型的准数，一般认为，Re≤2000为层流；Re≥4000为湍流；2000＜Re ＜4000为不稳定的过渡区。

对于一定温度的液体，在特定的圆管内流动，雷诺准数仅与流速有关。本实验是以水为介质，改变水在圆管内的流速，观察在不同雷诺准数下流体流动类型的变化。

化工原理实验讲义

3、实验装置流程图

1 试剂盒

2 试剂调节阀

3 高位水槽

4 雷诺管

5 水量调节阀

6 计量水箱

7 进水阀8、9 排水阀

图1-1 雷诺实验流程图

四、操作步骤

1、依次检查实验装置的各个部件，了解其名称与作用，并检查是否正常。

2、关闭各排水阀门和流量调节阀门，开泵向实验水箱供水。

3、待有实验水箱溢流口有水溢流出来之后稍开流量调节阀门，调节指示液试剂调节

阀门至适度（以指示液呈不间断细流排出为宜）。

4、调节水量由较小值缓慢增大，同时观察指示液流动形状，并记下指示液呈一条稳

定直线、指示液开始波动、指示液与流体（水）全部混合时通过秒表和量筒来确定的流量，计算Re，将测得的Re临界值与理论值比较。

5、重复步骤4多次，以计算Re临界平均值。

6、实验结束，关水电，将各水箱中液体排尽，试剂盒中指示剂排尽后需用清水洗涤，

防止残液将尖嘴堵死。

五、注意事项

1、在测定层流现象时，指示液的流速必须小于或等于观察管内的流速。若大于观察

管内的流速则无法看到一条直线，而是和湍流一样的浑浊现象。

2、注意在实验台周围不得有外加的干扰。实验者调节好后手应该不接触设备，避免

实验现象的不正常。

六、实验数据处理

（一）基本数据

水的黏度：Pa·s；水的密度：kg/m3；

水的温度：℃；实验管内径：mm。

实验一：雷诺实验

七、实验报告内容

将实验数据和数据整理结果列在表格中。

八、设备主要配置及技术参数

1、实验装置主要是由水箱、实验管、试剂盒、PVC管路、阀门和不锈钢台架等组成。

2、实验管：内径16mm、长1200mm的透明有机玻璃管，便于学生观察玻璃管内详

细的实验经过及现象。本实验主要是通过调节水量控制阀来改变流体流经管的流速并观察指示液随流速改变的流动形态。

3、试剂盒：容积大于300ml。指示液为红墨水或其它颜色鲜艳的液体。通过指示液

控制阀由尖嘴流入实验管中。

4、实验水箱：透明有机玻璃，外形尺寸：300X380X550，有效容积大于35L。溢流

口是为了保证水槽内的水维持溢流稳定状态。出水口是为了方便清洗水槽。

5、蓄水箱：硬质PVC材质，外形尺寸：480X420X400，容积大于50L。

6、计量水箱：透明有机玻璃材质，外形尺寸：300X200X220，有效计量容积大于8L。

7、实验所用流体为水，框架为不锈钢材质，结构紧凑，外形美观，装置流程简单，

操作方便。

8、外形尺寸：1600×450×1500。