管流流态实验报告

实验报告

实验名称

指导教师

一、

预习目的

1. 实验目的

2. 实验基本原理

3. 主要仪器设备

1.实验目的

1）测定沿程水头损失与断面平均流速的关系，并确定临界雷诺数。 2）加深对不同流态的阻力和损失规律的认识。

2.实验原理和装置

1）列量测段1-1与2-2断面的能量方程：

由于是等直径管道恒定均匀流，所以 v1=v2，a1=a2，hw(1-2)=hf(1-2)，即沿程水头损失等

于流段的测压管水头差:

)

()(2211γγp

z p z h f +-+= 断面1-1与2-2的测压管接读数为 1∇及2∇，则αsin )(21∇-∇=f h 量测长度为L ，水力坡度L h J f /=。

2）用体积法测定流量. 利用量筒与秒表，得到量筒盛水的时间T 及T 时间内盛水的体积W 。则流量Q=W/T ，相应的断面平均流速v=Q/A 。 3）量测水温，查相关曲线得运动粘滞性系数或用下式计算： 2

000221.00337.0101775.0t

t v ++=

（2

cm ） 式中t 单位：℃ 。则可得到相应于不同流速时的雷诺数：Re=ud/v

实验装置：

—1—

二、 实验操作部分

1. 实验数据、表格及数据处理

2. 实验操作过程（可用图表示）

3. 结论

3.实验步骤

1）打开水箱下的进水阀向水箱充水，使水箱稍有溢水。再全开管道上的前阀与尾阀，以冲洗管道。

2）打开尾阀一段时间后水流达到稳定，关闭尾阀 3）用量筒接一部分水，用温度计测量温度并记录

4）从紊流做到层流，将尾阀开到一定的开度，开始实验，待水流稳定后，测读1∇与2∇、W, T 便完成了第一个测次。尔后逐次关小尾阀，重复上述操作与测读，一直做到管道出流几乎成滴淋状，方才做完了从紊流到层流的实验过程。

5）对实测数据进行分析计算，以logJ 为纵座标，以logv 为横坐标，在方格纸上点绘其关系曲线，再从该图上确定出临界流速值vk ，从而计算出临界雷诺数k Re 的值，并标明实

验成果线段的坡度，即为本次实验的成果。

4.注意事项

1）应尽可能减少外界对水流的干扰，在实验过程中，要保持环境安静，不要碰撞管道以及与管道有联系的器件，要仔细轻巧地操作，尾阀开度的改变对水流也是一个干扰，因而操作阀门要轻微缓慢，而且切忌在关小的过程中有开大，或在开大的过程中有关小的现象发生。

2）尾阀开度的变化不宜过大。当接近临界区Rek=(2300～2000)，更要细心操作，一个单程的量测（从紊流到层流；或从层流到紊流），应做15～20个以上的测次，预计全部实测的雷诺数约在500～8000之间，但在雷诺数小于2500以下时约需10个测次才能保证实验成果比较完满。

3）每调节一次尾阀，必须等待3分钟，使水流稳定后，方可施测。

4）量测水温时，要把温度计放在量筒的水中来读数，不可将它拿出水面之外读数。

5.实验数据

1）实验数据

管径d= 2 cm ； 管道过水面积A= 3.142

cm ； 量测段长度L= 450 cm ； 水温t=11.5℃；运动粘性系数v=0.01252

cm /s ，比压计倾斜率sina=0.5 。

2.）数据记录及计算表如下：

—2—

2

2

1

11

222

12(12)

22w p v p v z z h g g ααγγ-++=+++设备如图所示，另备打气筒一个，量筒一个，秒表一只

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