流态观察及流态与雷诺数关系

（四）实验项目
1、观察层流的速度分布。 、观察层流的速度分布。 2、观察流态与雷诺数的关系。 、观察流态与雷诺数的关系。
（五）实验步骤
1、首先熟悉实验设备记录下水温及管道直径。 、首先熟悉实验设备记录下水温及管道直径。 2、在玻璃管的水静止情况下加入墨水，将针头附近2～3 、在玻璃管的水静止情况下加入墨水，将针头附近 ～ 厘米的水染上颜色，然后停加墨水，打开阀2， 厘米的水染上颜色，然后停加墨水，打开阀 ，使玻 璃管的水流动处在层流下运动，观察墨水的流动情况。 璃管的水流动处在层流下运动，观察墨水的流动情况。 3、开进水阀1，保持恒位水箱有少量溢流。实验从小流 、开进水阀 ，保持恒位水箱有少量溢流。 量到大流量， 量到大流量，然后从大流量到小流量观察染色水迹线 形状。 形状。
实 验 二 流态观察及流态与雷诺数关系
（一）实验目的
1、用流动可视化的方法，观察流体流动的层流 、用流动可视化的方法， 和湍流状态。 和湍流状态。从而对粘性流体流动得到一些感 性认识。 性认识。 2、通过实验进一步加深理解判别流态的无量纲 、 准数——雷诺数的意义。 雷诺数的意义。 准数 雷诺数的意义
（六）数据整理 水温t= 水温 管径d= 管径 密度ρ= 密度 运动粘度ν= 运动粘度
； ； ； ；
实验数据记录表格（Ⅱ） 实验数据记录表格（
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 流量计流量 雷诺数 墨水线形状 流态
（七）思考题
1、在实验过程中，你是否发现在敲敲水箱。拍拍实验台 、在实验过程中，你是否发现在敲敲水箱。 或有着其它振动因素的影响时，染色水线都会有变化？ 或有着其它振动因素的影响时，染色水线都会有变化？为 什么？ 什么？ 2、层流时染色水的迹线是否就是流线？ 、层流时染色水的迹线是否就是流线？ 3、你是否能测出上临界雷诺数（Re=2300）和下临界 、你是否能测出上临界雷诺数（ ） 雷诺数（ 雷诺数（Re=4000）？ ）？
（二）实验设备 装置如图2—1所示，主要由恒水 所示， 装置如图 所示 玻璃圆管， 箱，玻璃圆管，转子流量计和加染色水 的机构组成。实验时，打开进水阀， 的机构组成。实验时，打开进水阀，使 水箱充满水并保持溢流， 水箱充满水并保持溢流，这样就形成一 个恒定的水头。 个恒定的水头。玻璃圆管末端装有调节 用以调节管内流速， 阀，用以调节管内流速，色水瓶下面的 细管一直伸到玻璃圆管入口的中央。 细管一直伸到玻璃圆管入口的中央。开 启色水细管上的小阀， 启色水细管上的小阀，色水即可流入圆 管之中。 管之中。利用转子流量计测量流体的流 量。
墨水瓶
水箱
溢 流 管
来自百度文库
转 子 流 量 计 阀2
玻 璃 管 阀 3
阀1
通往下水道
进水 (接水泵)
图2-1 流态实验装置简图
（三）实验原理
人们在有关流动阻力广泛实验研究中发现流体的流 动状态，有层流与湍流之分。 动状态，有层流与湍流之分。英国物理学家雷诺首先用 流动可视化的办法证实了流动中确实存在着层流与湍流 两种状态。这对流体沿管流动受到的阻力规律， 两种状态。这对流体沿管流动受到的阻力规律，给出合 理的解释。 理的解释。 雷诺不仅形象地揭示两种不同的流态， 雷诺不仅形象地揭示两种不同的流态，而且通过大 量的实验建立一个判别流态的无量纲准数—雷诺数 量的实验建立一个判别流态的无量纲准数 雷诺数 当Re<2300时，流体流动属于层流区。 时 流体流动属于层流区。 当2300<Re<4000时，流体流动属于过渡区。 时 流体流动属于过渡区。 当Re>4000时，流体流动属于湍流区。 时 流体流动属于湍流区。