实验三 雷诺实验

汕 头 大 学 实 验 报 告

学院:工学院系:机电系年级:2014级 姓名:成吉祥学号:2014124089 成绩:

实验三 雷诺实验

一、实验目的

1、观察液体的层流、紊流两种流态，掌握圆管流态转化的规律。

2、测定液体在圆管中稳定流动时的上、下临界雷诺数Re c 。

二、实验原理

液体在运动时，存在着两种根本不同的流动状态。当液体流速较小时，惯性力较小，粘滞力对质点起控制作用，使各流层的液体质点互不混杂，液流呈层流运动。当液体流速逐渐增大，质点惯性力也逐渐增大，粘滞力对质点的控制逐渐减弱，当流速达到一定程度时，各流层的液体形成涡体并能脱离原流层，液流质点即互相混杂，液流呈紊流运动。这种从层流到紊流的运动状态，反应了液流内部结构从量变到质变的一个变化过程。

在雷诺实验装置中，通过有色液体的质点运动，可以将两种流态的根本区别清晰地反映出来。在层流中，有色液体与水互不混惨，呈直线运动状态，在紊流中，有大小不等的涡体振荡于各流层之间，有色液体与水混掺。

计算公式：雷诺数 μ

ρ

du =Re

三、实验注意事项

1、每次调节阀门，均需要等待水流稳定几分钟。

2、在关小阀门的过程中，只许渐小，不许开大。

3、随水流量减小，应适当调小开关，以减小溢流量应发的扰动。

四、实验原始数据记录

表1 玻璃管内径20毫米，水温21.9℃

序号 流量计算值（升/时） 雷诺数 墨水线的形状 1 100 1760 从头到尾都是直线 2 120 2050 从头到尾都是直线 3 140 2500 中部以后有波动 4 160 2800 中部以后有波动 5

180

3230

全部有较大波动

6 200 3520 全部有较大波动

7 240 4250 下部散开

8 365 6330 完全湍流

9 220 3900 全部有较大波动 10 160 2800 全部有较大波动 11

130

2275

从头到尾都是直线

表2 玻璃管内径20毫米，水温21.9℃

序号 流量计算值（升/时） 雷诺数 墨水线的形状 1 100 1760 从头到尾都是直线 2 120 2050 从头到尾都是直线 3 140 2500 中部以后有波动 4 160 2800 中部以后有波动 5 180 3230 全部有较大波动 6 200 3520 全部有较大波动 7 240 4250 下部散开 8 360 6320 完全湍流 9 220 3900 下部散开 10 180 3230 中部以后有波动 11 160 2800 中部以后有波动 12 155 2725 中部以后有波动 13 150 2650 中部以后有波动 14

125

2162

从头到尾都是直线

五、实验数据处理 玻璃管内的截面积242

1014.34

d =

A m -⨯=π

经过查表可知，在水温为21.9℃时，水的动力粘度为0.9579×10-6 m 2

/s 两次测量取平均值（理论值）Re ＇=2218.5

s m m

h

L /113.01014.3/5.127u 2

4=⨯=

- 此时，计算雷诺数235910

9579.01

113.002.0Re 6

≈⨯⨯⨯=

=

-μ

ρ

du 与理论值之间的误差%35.65

.22185

.22183.2359e R e R Re =-=''-=μ

六、个人总结

本次雷诺实验测定下临界雷诺数的实验似乎是一个很粗糙实验，通过观察很多个不确定

的现象来判定临界位置，但是经过计算之后发现，实验的误差并不大，比想象的其可能的误差要小得多。经过试验也更加了解了引入雷诺数的作用，能够很好的描述流体的运动。