流体流型的观察与测定(包括误差分析及思考题答案)

实验二 流体流型观测及临界雷诺数的测定

一.实验数据记录

1.实验设备基本参数： 试验导管内径d=Φ23mm

转子流量计 公称通径=25mm

2.实验数据记录：

二.实验数据处理

1.查表知18℃水的相关物理参数如下： 密度 ρ= m 3

黏度μ=2

-⋅⋅m

s mN

2.数据处理

17.88)898885908988(616

16

1

11=+++++==

∑=i i

Q Q L ·h -1

33.188)208181180191190180(6

16

16

2

22

=+++++==∑=i i Q Q L ·h -1

由u d Q 24

π

=

,μ

ρ

du =

Re 知，d

Q μπρ

4Re =

代入数据得：

12821023100559.136005.9981017.884Re 333

1332

=⨯⨯⨯⋅⋅⨯⨯⋅⨯⋅⨯⨯=------m

m s N m kg s m π下

27381023100559.136005.9981033.1884Re 3

233

133=⨯⨯⨯⋅⋅⨯⨯⋅⨯⋅⨯⨯=------m

m s N m kg s m π上

三.实验误差分析

Re 文献理论值： 下临界值为下Re =2000，上限临界值为上Re =4000 实验产生误差的主要原因：

1.实验中未调节红墨水流量。红墨水的注射速度应与主体流速相随，随水流速增加，需相应增加红墨水的注射流量。这是实验产生误差的主要原因。

2.每次调节后，都要等到流动型态稳定后，再记录数据，这是实验产生误差的一个重要

原因。

3.由于个人对流体流型的判断差异，也是实验产生误差的主要原因。

4.实验前未对转子流量计进行标定，由于转子流量计具有恒压差，需进行系统读数校正，这也是引起读数误差的一个主要原因。

5.稳压水槽中的溢流水量，随着操作流量的改变需相应调节，既不能让水位下降亦不能发生泛滥。稳压水槽中的水位变化会使流速不稳定也会产生一定误差。

6.实验中碰撞设备，操作应轻巧缓慢，大声说话等都会干扰流体的稳定状态。

7.实验中未检查针头。针头位置应与液体流速平行且应位于管轴线上方为佳。

四.思考题

1．雷诺数的物理意义是什么

答：雷诺数的物理意义是表征惯性力与黏性力之比。惯性力加剧湍动，黏性力拟制湍动。若流体的流速大或黏度小，Re 便大，表示惯性力占主导地位；雷诺数愈大，湍动程度愈激烈。若流体的速度小或黏度大，Re 便小，小到临界值以下，则黏性力占主导地位。 2．有人说可以只用流体的速度来判断管中流体的流动形态，当流速低于某一具体数值是层流，否则是湍流，你认为这种看法对否,在什么条件下可以用流速来判断流体的流动形态

答：不对。()μρ,,,Re u d f =，仅通过流体的速度来判断流体流型是不合理的。 只有对某一确定的流体，在相同的条件下，在一定的管径内流动时，才可以用流速u 来判断流体的流动形态。