流态观察及流态与雷诺数关系
流体流动形态及雷诺数的测定思考
流体流动形态及雷诺数的测定思考篇一：流体流动形态及雷诺数的测定是流体力学中非常重要的基本概念,能够用于描述流体在不同条件下的流动形态和特性。
本文将介绍流体流动形态的基本概念和雷诺数的测定方法,并探讨在实际应用中如何运用这些概念和数值方法来研究流体流动。
一、流体流动形态的基本概念流体流动形态是指流体在流动过程中所表现出来的形态,包括流动方向、速度分布、涡旋形成和流态变化等。
其中,流动方向是描述流体流动的主要手段,而流态变化则是流动形态的重要组成部分。
在流体力学中,流动方向通常通过矢量流方向来描述,即流体质点在空间中沿着矢量方向的运动方向。
在自由流动中,流体质点的运动是随机的,因此在空间中会产生许多涡旋。
涡旋的大小和数量可以通过流体质点的速度分布和雷诺数来描述。
雷诺数(Reynolds number,Rn)是衡量流体涡旋强度的重要指标,它是流体质点速度分布的一个参数。
Rn值越小,表示流体涡旋越强,流动越稳定。
在自由流动中,Rn值通常在0.2-1之间,但在不同的流动条件下,Rn值的范围会有所不同。
例如,在湍流流动中,Rn值可能会更高,因为湍流流动中有更多的涡旋存在。
二、雷诺数的测定方法雷诺数的测定方法通常包括统计方法和非统计方法。
统计方法是指通过对流体运动进行数值模拟,计算出流体的雷诺数。
这种方法通常需要使用数值模拟软件,例如DNS(Direct Numerical Simulation)和LES(Large Eddy Simulation)等。
通过数值模拟,可以计算出流体在不同条件下的雷诺数,并与其他指标进行比较。
非统计方法是指通过对流体运动进行物理实验,测量流体的雷诺数。
这种方法通常需要进行实验设计和实验操作,并且需要使用专业的实验设备和技术。
三、在实际应用中如何运用流体流动形态及雷诺数的基本概念和数值方法在实际应用中,流体流动形态及雷诺数的基本概念和数值方法可以用于许多不同的领域。
例如,在航空航天领域,可以使用流体流动形态及雷诺数的基本概念和数值方法来研究飞行器的飞行特性,从而提高飞行器的安全性和可靠性。
雷诺实验报告实验分析
一、实验目的雷诺实验是一项经典的流体力学实验，旨在观察流体在管道中流动时层流和湍流的转变现象，并通过测量雷诺数，了解流体流动的稳定性。
本次实验的主要目的如下：1. 观察流体在管道中流动时层流和湍流的转变现象，分析两种流态的特征及其产生条件。
2. 测定不同流速下流体的雷诺数，分析雷诺数与流体流动状态之间的关系。
3. 掌握误差分析在实验数据处理中的应用，提高实验数据的准确性。
二、实验原理雷诺实验的原理基于流体力学中的雷诺数。
雷诺数（Re）是表征流体流动稳定性的无量纲参数，由流速v、水力半径R和运动粘滞系数ν组成，即Re = ρvd/ν，其中ρ为流体密度，v为流速，d为管道直径，ν为运动粘滞系数。
根据雷诺数的不同范围，流体流动可分为层流和湍流两种状态。
当雷诺数较小时，流体呈层流状态；当雷诺数较大时，流体呈湍流状态。
临界雷诺数Re_c是层流与湍流转变的分界点，其值与管道直径、流体密度、运动粘滞系数等因素有关。
三、实验步骤1. 准备实验装置，包括管道、流量计、计时器、色水等。
2. 将色水注入管道，调整流量计，使流量达到预定值。
3. 观察流体流动状态，记录层流和湍流的转变点。
4. 测量不同流速下的雷诺数，记录实验数据。
5. 分析实验数据，验证层流和湍流转变规律。
四、实验结果与分析1. 观察流体流动状态通过观察实验现象，我们可以发现，当流速较小时，流体呈层流状态，色水流动平稳，无涡流和波纹；当流速增大到一定程度时，流体开始出现涡流和波纹，层流转变为湍流。
2. 测量雷诺数根据实验数据，我们可以计算出不同流速下的雷诺数。
当雷诺数小于临界雷诺数时，流体呈层流状态；当雷诺数大于临界雷诺数时，流体呈湍流状态。
3. 分析实验数据通过分析实验数据，我们可以得出以下结论：（1）随着流速的增大，雷诺数逐渐增大，流体流动状态从层流转变为湍流。
（2）临界雷诺数与管道直径、流体密度、运动粘滞系数等因素有关，可通过实验数据进行验证。
（3）在实验过程中，误差分析对实验数据的准确性至关重要。
流体流动型态及临界雷诺数的测定实验报告
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。
三、实验装置与流程
雷诺实验装置主要由稳压溢流水槽、实验导管，转子流量计等部分组成，自来水不断注入并充满水槽，稳压溢流水槽的水流经实验导管流人流量计，最后排入下水道。稳压溢流水槽的溢流水，也直接排入下水道。
四、实验内容
（1）观察流体流动时的层流和湍流的现象，区分两种不同流态的特征。
（2）测定颜色水在管中的不同状态的雷诺数，进一步掌握层流，湍流两种流态的动力学特性。
五、实验操作步骤记录
一、实验前准备工作
(1)实验前先用自来水充满稳压溢流水槽。将适量示踪剂(红或蓝墨水)加人贮瓶内备用，并排尽贮瓶与针头之间管路内的空气。
(2)实验前,先对转子流量计进行标定，作好流量标定曲线。
(3)用温度计测定水温。
二、实验操作步骤
(1)开启自来水阀门，保持稳压溢流水槽有一定的溢流量,以保证试验时具有稳定的压头。
应当指出层流与湍流之间并非是突然的转变而是两者之间相隔一个不稳定过渡区域因此临界雷诺数测定值和流形的转变在一定程度上受一些不稳定的其他因素的影三实验装置与流程雷诺实验装置主要由稳压溢流水槽实验导管转子流量计等部分组成自来水不断颜色水注入并充满水槽稳压溢流水槽的水流经实验导管流人流量计最后排入下水道
化学工程与工艺专业
(6)关闭进水阀、墨水阀，全开排水阀，将系统内水尽量排尽。
雷诺流动实验实验报告
一、实验目的1. 观察流体流动过程中不同的流动型态及其变化过程；2. 测定流动型态变化时的临界雷诺数；3. 掌握圆管流态判别准则；4. 学习古典流体力学中应用无量纲参数进行实验研究的方法，并了解其实用意义。
二、实验原理流体在管道中流动存在两种流动状态，即层流与湍流。
层流是指流体在管道中分层流动，各层之间互不混合；湍流是指流体在管道中呈现出无规则的运动，各层之间相互混合。
这两种流动状态之间的转变称为流动的转捩。
雷诺数（Re）是判断流体流动状态的重要参数，其定义为：Re = ρvd/μ其中，ρ为流体密度，v为流体平均流速，d为管道直径，μ为流体动力粘度。
当雷诺数较小时，流体流动呈层流状态；当雷诺数较大时，流体流动呈湍流状态。
临界雷诺数（Re_critical）是指流体流动从层流状态转变为湍流状态时的雷诺数。
三、实验装置与仪器1. 实验装置：自循环雷诺实验装置，包括实验台、可控硅无级调速器、恒压水箱、有色水水管、稳水隔板、溢流板、实验管道、实验流量调节阀等；2. 仪器：秒表、量筒、流量计、温度计、粘度计、数据采集器等。
四、实验步骤1. 准备实验装置，连接实验管道，确保装置密封性良好；2. 使用数据采集器记录实验参数，包括时间、流量、温度、粘度等；3. 调节实验流量，观察流体流动状态，记录层流和湍流现象；4. 改变实验流量，重复步骤3，直至观察到流动状态发生转变；5. 记录流动状态转变时的流量和对应的雷诺数；6. 根据实验数据，绘制雷诺数与流量的关系曲线，分析临界雷诺数。
五、实验结果与分析1. 实验数据：- 实验温度：20℃；- 实验流体：水；- 实验管道直径：0.025m；- 实验流体密度：1000kg/m³；- 实验流体粘度：0.001Pa·s；- 临界雷诺数：Re_critical = 2100。
2. 结果分析：- 通过实验观察到，当雷诺数小于2100时，流体流动呈层流状态，流体分层流动，各层之间互不混合；- 当雷诺数大于2100时，流体流动呈湍流状态，流体呈现出无规则的运动，各层之间相互混合；- 实验结果与理论计算值基本吻合，验证了雷诺数在判断流体流动状态中的重要作用。
流体运动的几个基本概念
流体运动的几个基本概念流体运动是指液体或气体在受到外力作用下的运动现象。
在研究流体力学时，我们常常关注一些基本概念来描述和分析流体的运动行为。
下面我将介绍一些与流体运动密切相关的基本概念。
一、速度与流速速度是描述流体运动的一个基本概念，表示流体在单位时间内沿某一方向移动的距离。
速度可以用矢量来表示，包括大小和方向两个要素。
流速则是流体元素在某一方向上的瞬时速度，通常用标量来表示。
二、流线与流管流线是描述流体运动轨迹的曲线，它可以用于表示流体的速度、流速和速度分布等信息。
流线上的任意一点的切线方向即为该点的流速方向。
多个流线构成的集合称为流管，流管的截面称为流面。
流线和流管是研究流体运动的重要工具，可以用以分析流体的流动。
三、流量与流量密度流量是指单位时间内通过某一横截面的流体的体积，用于衡量单位时间内流体流动的多少，流量的单位通常是立方米每秒（m³/s）。
而流量密度是指单位时间内通过单位横截面的流体的体积，通常用标量表示。
流量密度与流速成正比，与截面积成反比。
四、黏性与粘滞系数黏性是指流体内部的分子间相互作用所产生的阻碍流体相对运动的力量。
黏性越大，流体的阻力越大，流体越难以流动。
粘滞系数是描述流体黏性的物理量，单位是帕斯卡秒（Pa·s）。
常见的流体如水和空气的黏滞系数较小，而像汽油和胶水等高黏度液体则黏滞系数较大。
五、雷诺数与流态雷诺数是描述流体运动的重要参数，用于衡量惯性力和黏性力在流体运动中的相对重要性。
雷诺数越大，流体的惯性作用越显著，流体流动越剧烈，流态趋于紊乱；雷诺数越小，黏性作用越重要，流体流动越平稳，流态趋于稳定。
六、层流与湍流层流是指流速在流体中各点之间变化较小，流线平行且相互不交错的流动状态。
层流时流体分子的流动方式有序，黏性力起主导作用。
湍流则是指流速在流体中各点之间变化较大，流线交错且混乱的流动状态。
湍流时流体分子的流动方式无序，惯性力起主导作用。
当雷诺数较小时，流态倾向于层流；当雷诺数较大时，流态倾向于湍流。
(完整版)雷诺实验
雷诺实验一、实验背景1883年，雷诺通过实验发现到液流中存在着层流和湍流两种流态：流速较小时，水流有条不紊的呈现层状有序的直线运动，流层间没有质点掺混，这种流态称为层流；当流速增大时，流体质点做杂乱无章的无序的运动，流层间质点掺混，这种流态称为湍流。
雷诺实验还发现存在着湍流转变为层流的临界流速0V ，而0V 又与流体的粘性，圆管的直径d 有关。
若要判别流态，就要确定各种情况下的0V 值。
雷诺运用量纲分析的原理，对这些相关因素的不同量值作出排列组合再分别进行实验研究，得出了无量纲数——雷诺数e R ，以此作为层流与紊流的判别依据，使复杂问题得以简化。
经反复测试，雷诺得出圆管流动的下临界雷诺数值为2320，工程上，一般取之为2000。
当e R <2320时，管中流态为层流，反之，则为湍流。
雷诺简介奥斯本 雷诺（Osborne Reynolds)，英国力学家、物理学家和工程师。
1842年8月23日生于北爱尔兰的贝尔法斯特，1912年2月21日卒于萨默塞特的沃切特。
1867年毕业于剑桥大学王后学院。
1868年出任曼彻斯特欧文学院（以后改名为维多利亚大学）的首席工程学教授，1877年当选为皇家学会会员，1888年获皇家勋章，1905年因健康原因退休。
他是一位杰出的实验科学家，由于欧文学院最初没有实验室，因此他的许多早期试验都是在家里进行的。
他于1883年发表了一篇经典性论文──《决定水流为直线或曲线运动的条件以及在平行水槽中的阻力定律的探讨》。
这篇文章以实验结果说明水流分为层流与紊流两种形态，并提出以无量纲数Re （后称为雷诺数）作为判别两种流态的标准。
他还于1886年提出轴承的润滑理论，1895年在湍流中引入有关应力的概念。
雷诺兴趣广泛，一生著述很多，其中近70篇论文都有很深远的影响。
这些论文研究的内容包括力学、热力学、电学、航空学、蒸汽机特性等。
他的成果曾汇编成《雷诺力学和物理学课题论文集》两卷。
流体流动型态及临界雷诺数的测定实验报告
六、实验原始数据记录
实验管道d=1.8X10-2m管道截面积A=2.5X10-4m2
水的密度 =998kg/m3水的粘度μ=105X10-3Pa.s
(2)用放风阀放去流量计内的空气，再稍微开启转子流量计调节阀,将流量调至最小值，以便观察稳定的层流形型，再精细地调节示踪剂管路阀，使示踪剂的注水流速与实验导管内主体流体的流速相近，一般略低于主体流体的流速为宜。精心调节至能观察到一-条平直的细流为止。
(3)缓慢地逐渐增大调节阀的开度，使水通过试验导管的流速平稳地增大,直至试验导管内直线流动的细流开始发生波动。记下水的流量和温度数据,以计算下临界雷诺数。
化学工程与工艺专业
化工原理实验报告
姓名
学院
专业班级
学号
指导教师
实验日期
评定成绩：
评阅人：
流体流动型态及临界雷诺数的测定实验报告
一、实验目的
（1）学习和观察流体的流动形态,并对层流和湍流的现象进行比较。
（2）了解转子流量计的原理、结构和使用。
（3）了解雷诺实验装置。
二、实验基本原理
经许多研究者实验证明流体流动存在两种截然不同的形态,主要决定因素为流体的密度和黏度、流体流动的速度,以及设备的几何尺寸(圆形管道中为管道直径),将这些因素整理归纳为一个无因数群,称该无因数群为雷诺准数(或雷诺数),即:
(2)在实验过程中,应随时注意稳压水槽的溢流水量.随着操作流量的变化，相应调节自来水给水量防止稳压槽内液面下降或泛滥事故的发生。
雷诺实验_实验报告
一、实验目的1. 观察流体在管道中流动时的层流和湍流现象，区分两种不同流态的特征，了解两种流态产生的条件。
2. 测定临界雷诺数，掌握圆管流态判别准则。
3. 学习古典流体力学中应用无量纲参数进行实验研究的方法，并了解其实用意义。
二、实验原理流体在管道中流动时，存在两种不同的流动状态：层流和湍流。
层流是指流体流动时，各层流体互不干扰，呈平行流动状态；湍流是指流体流动时，各层流体互相干扰，呈无规则流动状态。
雷诺数（Re）是判断流体流动状态的重要无量纲参数，其表达式为：Re = ρvd/μ其中，ρ为流体密度，v为流体平均流速，d为管道直径，μ为流体动力粘度。
当雷诺数较小时，流体呈层流状态；当雷诺数较大时，流体呈湍流状态。
临界雷诺数（Re_c）是层流和湍流状态的分界点，对于圆形管道，其表达式为：Re_c = 2000三、实验设备与材料1. 实验台2. 圆形管道3. 可调流速装置4. 水泵5. 水箱6. 液体颜色指示剂7. 计时器8. 测量尺四、实验步骤1. 准备实验设备，将圆形管道固定在实验台上。
2. 在水箱中注入适量的水，打开水泵，调节流速装置，使水流速度逐渐增大。
3. 在管道进口处加入液体颜色指示剂，观察颜色指示剂在管道中的流动状态。
4. 记录不同流速下颜色指示剂的流动状态，并测量管道直径、流体密度和动力粘度。
5. 计算不同流速下的雷诺数，观察雷诺数与流态的关系。
6. 重复步骤3-5，验证临界雷诺数。
五、实验结果与分析1. 实验过程中，观察到以下现象：（1）当流速较小时，颜色指示剂在管道中呈平行流动状态，流体呈层流状态。
（2）当流速逐渐增大时，颜色指示剂在管道中开始出现波纹，随后波纹逐渐增多，振幅增大，流体呈湍流状态。
（3）当流速达到临界雷诺数时，颜色指示剂在管道中呈无规则流动状态，流体呈湍流状态。
2. 计算不同流速下的雷诺数，发现随着流速增大，雷诺数逐渐增大。
当雷诺数达到临界雷诺数时，流体从层流状态转变为湍流状态。
实验1 雷诺实验和柏努利实验 - 副本
实验一 雷诺实验和柏努利实验雷诺实验一、实验目的1、建立对层流（滞流）和湍流两种流动类型的直观感性认识；2、观测雷诺数与流体流动类型的相互关系；3、观察层流中流体质点的速度分布。
二、基本原理流体流动类型与雷诺数的关系μρdu =Re （1-1）Re <2000～2300时为层流；Re > 4000 时为湍流； 2000<Re < 4000时为过渡区，在此区间可能为层流，也可能为湍流。
确定了温度及流量，即可由仪器铭牌上的图查取雷诺数。
当流体的流速较小时，管内流动为层流，管中心的指示液成一条稳定的细线通过全管，与周围的流体无质点混合；随着流速的增加，指示液开始波动，形成一条波浪形细线；当速度继续增加，指示液将被打散，与管内流体充分混合。
三、实验装置图1-1雷诺实验示意图1、墨水罐2、墨水阀3、进水阀4、高位水槽5、溢流管6、流态观察管7、转子流量计8、排水阀四、操作要点a)开启进水阀，使高位槽充满水，有溢流时即可关闭（若条件许可，此步骤可在实验前进行，以使高位槽中的水经过静置消除旋流，提高实验的准确度）。
b)开启排水阀及墨水阀，根据转子流量计的示数，利用仪器上的对照图查得雷诺数，并列表记录之。
c)逐渐开大排水阀，观察不同雷诺数时的流动状况，并把现象记入表中。
d)继续开大排水阀，到使红墨水与水相混旋，测取此时流量并将相应的雷诺数记入表中。
e)观察在层流中流体质点的速度分布：层流中，由于流体与管壁间及流体与流体间内摩擦力的作用，管中心处流体质点速度较大，愈靠近管壁速度愈小，因此在静止时处于同一横截面的流体质点，开始层流流动后，由于速度不同，形成了旋转抛物面（即由抛物线绕其对称轴旋转而形成的曲面）。
下面的演示可使同学们直观地看到这曲面的形状。
预先打开红墨水阀，使红墨水扩散为团状，再稍稍开启排水阀，使红墨水缓慢随水运动，则可观察到红墨水团前端的界限，形成了旋转抛物面。
五、数据记录层流R e<900 湍流R e>1800六、思考题1、流体的流动类型与雷诺准数的值有什么关系？答：2、为什么要研究流体的流动类型？它在化工过程中有什么意义？答：六、实验讨论柏努利实验 (流体机械能转换实验)一、实验目的1、通过实测静止和流动的流体中各项压头及其相互转换，验证流体静力学原理和柏努利方程；2、通过实测流速的变化和与之相应的压头损失的变化，确定两者之间的关系。
圆管流动类型观察与临界雷诺数的测量(改)2
2009年11月圆管流动类型观察与临界雷诺数的测量（简称雷诺实验）一、 实验目的与要求1. 了解流体流动的两种流态：层流与湍流的流动特征，并观察其临界状态及转变过程。
2. 掌握圆管流动时上雷诺数的测量方法。
3. 掌握圆管流动时下雷诺数的测量方法。
二、 实验原理与装置自然界的流体运动按其流动形态可分为层流和湍流两大类型。
判别流动类型的准则是雷诺数Re,流动形态发生转变时所对应的雷诺数称临界雷诺数Re 临界，通常将湍流流动转变为层流动时的临界雷诺数叫做下临界雷诺数；把由层流转化为湍流的临界雷诺数叫做上临界雷诺数。
当Re < Re 下临界，只能是层流； 当Re > Re 上临界，只能是湍流；根据雷诺数定义，为了测定临界雷诺数，只要测定出流态变化时的流速则可算出临界雷诺数。
管中的流速是通过体积法测出流量后计算出来的，即有：()t d Q u v ⋅=241/π式中：Q v ——水的体积流量（实验测量）； d ——实验管子直径； t ——时间（实验测量）； u ——速度；于是上、下临界雷诺数：R e 临界=u d/v式中ν——水的运动粘性系数，ν=μ/ρ，其中μ为动力粘性系数（查附表1），ρ为水的密度（查附表2）。
上临界雷诺数是一个不稳定的数值，因此没有实际意义；而下临界雷诺数是一个相当稳定的数值，约为2300，因此在工程上都采用下临界雷诺数作为判别流动形态的标准。
实验装置图三、实验步骤：1.关紧出水阀，向水箱放水，达到出现溢流。
2.微微开启出水阀，使管中水开始流动，慢慢打开彩液的阀门，使彩液以细的流束流入管中。
3.慢慢开大阀门，增大管内流速，直到带颜色的流束在管中发生振荡以至紊乱为止，此时则为层流转变为湍流的临界点。
测量流量计算出雷诺数，则为上临界雷诺数。
再开大出水阀，红色染色线混乱，管内为湍流。
4.将阀门微微关小，直至红色染色流束出现稳定为止，此即由湍流转变为层流的下临界点，测量出流量，计算出下临界雷诺数。
水力学实验雷诺实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 观察液体流动时的层流和湍流现象，区分两种不同流态的特征。
2. 搞清两种流态产生的条件，分析圆管流态转化的规律，加深对雷诺数的理解。
3. 测定颜色水在管中的不同状态下的雷诺数及沿程水头损失。
4. 绘制沿程水头损失和断面平均流速的关系曲线，验证不同流态下沿程水头损失的规律是不同的。
5. 进一步掌握层流、湍流两种流态的运动学特性与动力学特性。
6. 通过对颜色水在管中的不同状态的分析，加深对管流不同流态的了解。
7. 学习古典流体力学中应用无量纲参数进行实验研究的方法，并了解其实用意义。
二、实验原理液体在管道中流动时，存在着两种根本不同的流动状态：层流和湍流。
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，液流呈湍流运动。
雷诺数（Re）是衡量液体流动状态的无量纲参数，其表达式为：\[ Re = \frac{\rho v D}{\mu} \]其中，ρ为液体密度，v为液体平均流速，D为管道直径，μ为液体动力粘度。
根据雷诺数的不同范围，可以将液体的流动状态分为以下三种：1. 层流（Re < 2000）：液体流动稳定，流体质点平行于管道轴线运动，速度分布均匀。
2. 湍流（Re > 4000）：液体流动不稳定，流体质点作无规则运动，速度分布不均匀。
3. 过渡流（2000 < Re < 4000）：液体流动介于层流和湍流之间，流动状态不稳定。
三、实验装置实验装置主要由以下部分组成：1. 实验台：用于放置实验器材。
2. 可控硅无级调速器：用于调节水的流速。
3. 恒压水箱：用于提供稳定的水源。
4. 实验管道：用于液体流动。
5. 实验流量调节阀：用于调节实验流量。
6. 有色水水管：用于观察液体流动状态。
雷诺实验
雷诺实验一、 实验目的1、 观察层流、紊流的流态及其相互转换的过程；2、 描述层流及紊流的水力特征。
二、 基本原理dvK KQ dvQ g vd ππρ44Re ====其中：Re ----- 雷诺数 V ------ 流速 D ------ 管径 ρ------ 密度g ------- 重力加速度 Q ------ 流量三、 实验装置实验主界面如下图所示：进入实验后首先要打开进水阀门。
在输入框输入0-100的数字，也可以通过点击上下按钮调节阀门开度。
按回车键完成输入，按ESC键取消输入。
循环水打开后，还应打开红墨水阀门。
然后再打开排水阀并察看流量。
点击玻璃管，通过弹出的录像查看流体的流动状态。
授权后可以点击画面下方的自动记录按钮，记录实验数据，也可以手动记录。
调节不同流量，多次记录排水阀不同开度下的流量。
五、数据处理打开画面左边的数据处理，授权后如果在实验过程中点击了自动记录，实验数据将被自动记录下来，也可以手动在表格中输入数据。
下面是未经计算的原始数据记录界面：对测量数据进行计算，授权后可以自动计算。
在实验报告部分，可以通过点击保存键对实验数据进行保存；可以通过点击加载键对实验数据进行加载；可以通过点击报表键，对实验数据进行打印。
在数据处理方面，可以通过整组删除键实现对一组数据的删除。
点击自动计算按钮，自动计算出雷诺数击流动类型。
下面是实验计算示例：如果在前面已经进行了计算，点击绘制曲线，将自动画出雷诺数与流量关系曲线。
柏努利方程仪实验一、实验目的：1、 通过实测静止和流动的流体中各项压头及相互转换验证流体静力学原理和柏努利方程。
2、 通过实测流速的变化和与之相适应的压头损失的变化确定两者之间的关系。
二、基本原理：流动的流体具有三种机械能：位能，动能和静压能，这三种能量可以相互转换。
在没有摩擦损失且不输入外功的情况下，流体在稳定流动中流过的各界面上的机械能总和是相等的。
在有摩擦而没有外功输入时，任意两截面间的机械能的差即为摩擦损失。
雷诺实验
雷诺实验
一、实验目的
观察液体在圆管中的流动形态，并测定下临界雷诺数。
二、实验原理
液体在流动时，有两种流态，即层流和紊流，可用雷诺数Re来判断液体流动的流态，其表达式为：
υd
Re＝
ν
式中υ——液体在管中的平均速度（m/s）；
d ——实验管段的内径（m）；
ν——液体运动黏性系数（m2/s）
水的运动黏性系数与温度有关，可由下表查出：
从层流转变成紊流时的Re称为上临界雷诺数Re'k，从紊流转变成层流时的Re称为下临界雷诺数Re k，目前公认的是Re k＝2300。
本实验只测定下临界雷诺数Re k。
三、实验设备
实验所用雷诺实验台如下图：
温度计一只；秒表一个。
四、实验步骤
1. 插上电源插头，打开进水阀门，使水箱进水并保持恒定水位；
2. 开亮灯光，全开实验玻璃管A的阀门B。
微开色液C下的管阀D，使色液流入实验管A。
可看到色液与水流迅速混合，此时液流为紊流流态。
3. 慢慢关闭B，同时观察A中水流状况。
当看到A中色液刚出现一条细的线流时，即为从紊流转变为层流时的下临界状态。
迅速测量流量及水温，记录数据。
4. 再次开大B，使A中成为紊流，重复3，共4～5次。
5. 实验完毕，整理仪器设备，关闭电源灯光、各种阀门，放光水箱中的水。
五、问题讨论
1. 层流、紊流两种水流流态的外观表现是怎样的？
2. 破坏层流的主要物理原因是什么？
实验报告完成日期年月日
指导教师签字。
雷诺数的测定实验报告
雷诺数的测定实验报告雷诺实验及其数据处理雷诺实验一、实验目的要求1．观察层流、紊流的流态及其转捩特征；2．测定临界雷诺数，掌握圆管流态判别准则；3．学习古典流体力学中应用无量纲参数进行实验研究的方法，并了解其实用意义。
二、实验装置实验装置如下图所示：自循环雷诺实验装置图1 自循环供水器2 实验台3 可控硅无级调速器4 恒压水箱5 有色水水管6 稳水隔板7 溢流板8 实验管道9 实验流量调节阀供水流量由无级调速器调控使恒压水箱4始终保持微溢流的程度，以提高进口前水体稳定度。
本恒压水箱还设有多道稳水隔板，可使稳水时间缩短到3～5分钟。
有色水经有色水水管5注入实验管道8，可据有色水散开与否判别流态。
为防止自循环水污染，有色指示水采用自行消色的专用色水。
三、实验原理流体在管道中流动存在两种流动状态，即层流与湍流。
从层流过渡到湍流状态称为流动的转捩，管中流态取决于雷诺数的大小，原因在于雷诺数具有十分明确的物理意义即惯性力与粘性力之比。
当雷诺数较小时，管中为层流，当雷诺数较大时，管中为湍流。
转捩所对应的雷诺数称为临界雷诺数。
由于实验过程中水箱中的水位稳定，管径、水的密度与粘性系数不变，因此可用改变管中流速的办法改变雷诺数。
雷诺数Re?4vd4QKQ ；K=dd四、实验方法与步骤1．测记实验的有关常数。
2．观察两种流态。
打开开关3使水箱充水至溢流水位。
经稳定后，微微开启调节阀9，并注入颜色水于实验管内使颜色水流成一直线。
通过颜色水质点的运动观察管内水流的层流流态。
然后逐步开大调节阀，通过颜色水直线的变化观察层流转变到紊流的水力特征。
待管中出现完全紊流后，再逐步关小调节阀，观察由紊流转变为层流的水力特征。
3．测定下临界雷诺数。
①将调节阀打开，使管中呈完全紊流。
再逐步关小调节阀使流量减小。
当流量调节到使颜色水在全管刚呈现出一稳定直线时，即为下临界状态；②待管中出现临界状态时，用重量法测定流量；③根据所测流量计算下临界雷诺数，并与公认值(2320)比较。
雷诺演示实验报告思考(3篇)
第1篇一、实验背景及目的雷诺演示实验是流体力学领域中的一个经典实验，由法国工程师雷诺于1883年发明。
该实验旨在观察流体在管道中流动时的层流和湍流现象，并研究雷诺数与流态之间的关系。
通过本实验，我们可以加深对流体力学基本概念的理解，掌握雷诺数的计算方法，以及不同流态下的流体特性。
实验目的如下：1. 观察流体在管道中流动时的层流和湍流现象，区分两种流态的特征。
2. 研究雷诺数与流态之间的关系，掌握雷诺数的计算方法。
3. 了解不同流态下的流体特性，如流速分布、压力分布等。
4. 培养学生独立思考和实验操作的能力。
二、实验原理1. 层流和湍流流体在管道中流动时，存在两种基本流态：层流和湍流。
（1）层流：当流体在管道中流动时，各质点沿管道轴线方向作平行流动，流速分布均匀，流动稳定，质点之间无相互干扰。
（2）湍流：当流体流动速度增大到一定程度时，质点之间发生相互干扰，流动变得不稳定，形成涡流，流速分布不均匀。
2. 雷诺数雷诺数是衡量流体流动稳定性的无量纲参数，表示为：Re = ρvd/μ其中，ρ为流体密度，v为平均流速，d为管道直径，μ为流体动力粘度。
当雷诺数小于2000时，流体处于层流状态；当雷诺数大于4000时，流体处于湍流状态；当雷诺数在2000到4000之间时，流体处于过渡状态。
三、实验内容及步骤1. 实验器材：雷诺实验装置、秒表、量筒、测压计等。
2. 实验步骤：（1）安装实验装置，连接各部件。
（2）调节实验装置，使流体在管道中流动。
（3）观察流体流动现象，记录层流和湍流现象。
（4）使用秒表测量流体流动时间，计算平均流速。
（5）使用量筒测量流体流量，计算雷诺数。
（6）分析实验数据，总结流体流动规律。
四、实验结果与分析1. 观察到的现象：在实验过程中，当雷诺数小于2000时，流体在管道中流动稳定，流速分布均匀，呈层流状态；当雷诺数大于4000时，流体在管道中流动不稳定，形成涡流，流速分布不均匀，呈湍流状态。
雷诺实验报告数据处理
一、实验目的1. 观察层流和湍流的流态及其转换特征；2. 通过临界雷诺数，掌握圆管流态判别准则；3. 掌握误差分析在实验数据处理中的应用。
二、实验原理雷诺实验是通过改变管道中的流速，观察流体流动状态的变化，从而研究层流和湍流之间的转换规律。
实验中，流体的流动状态取决于雷诺数（Re），其定义为：\[ Re = \frac{vD}{\nu} \]其中，v为流体的平均流速，D为管道直径，ν为流体的运动粘度。
当雷诺数较小时，流体呈现层流状态；当雷诺数较大时，流体呈现湍流状态。
临界雷诺数（Re_critical）是流体从层流转换为湍流的临界值。
三、实验装置与数据记录实验装置采用自循环雷诺实验装置，主要由供水器、实验台、可控硅无级调速器、恒压水箱、有色水水管、稳水隔板、溢流板、实验管道和实验流量调节阀等组成。
实验过程中，记录以下数据：1. 管径（D）：0.02-0.02m；2. 水温：18℃；3. 密度（ρ）：998.62kg/m³；4. 粘度（ν）：1.053×10⁻³Pa·s；5. 实验次序；6. 流量（Q）：通过调节实验流量调节阀得到；7. 流速（v）：根据流量和管径计算得到；8. 雷诺数（Re）：根据流速、管径和粘度计算得到。
四、数据处理1. 计算不同流量下的流速和雷诺数：\[ v = \frac{Q}{A} \]其中，A为管道截面积，A = πD²/4。
\[ Re = \frac{vD}{\nu} \]2. 绘制流速-雷诺数关系图：以流速为横坐标，雷诺数为纵坐标，绘制流速-雷诺数关系图。
观察曲线，找出临界雷诺数（Re_critical）。
3. 分析实验数据：（1）当雷诺数小于临界雷诺数时，流体呈现层流状态，流速分布均匀，流线平行。
（2）当雷诺数大于临界雷诺数时，流体呈现湍流状态，流速分布不均匀，流线弯曲，出现涡流。
4. 误差分析：（1）实验装置的精度：实验装置的精度会影响实验数据的准确性。
流体力学实验指导书
第一节雷诺实验一、实验目的1．观察流体在管道中的两种流动状态；2．测定几种流速状态下的雷诺数，并学会用质量测流量Q方法；3．了解流态与雷诺数的关系，并验证下临界雷诺数Re cr= 2000。
二、实验设备流体力学综合实验台中，雷诺实验涉及的部分有高位水箱、雷诺实验管、阀门、颜料水（红墨水）盒及其控制阀门、上水阀、出水阀、水泵和计量水箱等，此外，还有秒表、水杯、电子称及温度计，如图3-1-1所示。
进水1.稳压水箱2.颜色罐3.实验管4.计量水箱5. 水箱图3-1-1 雷诺实验装置三、实验原理层流和紊流的根本区别在于层流各流层间互不掺混，只存在粘性引起的各流层间的滑动摩擦力；紊流时则有大小不等的涡体动荡于各流层间。
当流速较小时，会出现分层有规则的流动状态即层流。
当流速增大到一定程度时，液体质点的运动轨迹是极不规则的，各部分流体互相剧烈掺混，就是紊流。
反之，实验时的流速由大变小，则上述观察到的流动现象以相反程序重演，但由紊流转变为层流的临界流速νcr小于由层流转变为紊流的临界流速νcr´。
称νcr´为上临界流速，νcr为下临界流速。
雷诺用实验说明流动状态不仅和流速ν有关，还和管径d、流体的动力粘滞系数µ、和密度ρ有关。
以上四个参数可组合成一个无因次数，叫做雷诺数，用Re表示。
Re ＝ρνd/µ＝νd／υ（3-1-1）对应于临界流速的雷诺数称临界雷诺数，用Re cr表示。
Re cr＝ρνcr d/µ＝2000 （3-1-2）工程上，假设流速时，流动处于紊流状态，这样，流态的判别条件是层流：Re＝ρνd/µ < 2000紊流：Re＝ρνd/µ > 2000四、实验步骤1．实验前准备工作首先，实验台的各个阀门置于关闭状态。
开启水泵，全开上水阀门，使水箱注满水，再调节上水阀门，使水箱的水位保持不变，并有少量流体溢流。
m，并作记录。
雷诺实验
• 式中 d为玻璃管内径；ν 为流体的运动粘性系数，μ为流体的动力 粘性系数，为流体的密度，V c 为流体的临界速度。 水的运动粘性 系数 ν 与温度的关系为：
实验设备
实验步骤
• 1、开启进水开关，向水箱内注水。到达一定水位高度，并保持适 当的溢流，使水箱内水位稳定。在实验期间如出现水位变化时， 应缓慢调节进水开关确保水箱内水位稳定。 • 2、打开玻璃管放水开关，待管内空气排出后，松开颜色水开关使 颜色水随玻璃管内主流 一起流动。 • 3、缓慢关小放水开关，同时观察玻璃管内颜色水变动情况，直到 颜色水变为一条稳定的直线，此时即 为紊流转变为层流的下临 界状态。用量杯和秒表测量流量。 • 4、开大放水开关，使玻璃管内水流变为紊流状态；重新缓慢关小 放水开关，待玻璃管内颜色水变为一条直线时，用量杯和秒表测 量此时的流量。 • 5、重复前述步骤，分别测量出对应的临界流量。 • 6、实验完成后，整理实验数据，按规定格式撰写实验报告。
或
Re
VR
Re k
Rek 2000
Rek 500
1.0 若Re<Rek，水流为层流， hf V
1.75~2.0 若Re>Rek，水流为紊流， hf V
雷诺实验
颜色水
hf
颜色水
lghf
θ2
流速由小至大 流速由大至小
颜色水
V Vk , hf V 1.0
θ1
V Vk , hf V 1.75 2.0
雷诺实验
实验原理
雷诺实验 ——揭示了水流运动具有层流与紊流两种流态。
当流速较小时，各流层的液体质点是有条不紊地
运动，互不混杂，这种型态的流动叫做层流。
当流速较大，各流层的液体质点形成涡体，在流 动过程中，互相混掺，这种型态的流动叫做紊流。
流体力学中的雷诺数及其影响因素
流体力学中的雷诺数及其影响因素雷诺数（Reynolds number），是流体力学中的一个重要无量纲数。
它描述了流体在流动过程中惯性力和黏性力相互作用的程度。
雷诺数的大小对流动的稳定性、转捩以及流态的变化产生重要影响。
在流体力学中，雷诺数的定义为雷诺数（Re）= 流体的惯性力/流体的黏性力。
其公式为Re = ρVL/μ，其中ρ是流体的密度，V是流体通道的平均速度，L是与流体通道方向垂直的特征长度，μ是流体的动力黏度。
雷诺数的大小决定了流体的流动特性。
当雷诺数很小（< 2000）时，流体的黏性力占主导地位，流动为层流状态，流线清晰、有序；当雷诺数增大（> 4000）时，惯性力成为主导，流动转为湍流状态，流线混乱、无序。
在两者之间的过渡区域（2000 < Re < 4000），流动既包含层流区域，又包含湍流区域，称为过渡区。
雷诺数的具体值可以由流体的速度、长度和粘度来决定。
流体通道的平均速度越大、特征长度越大或黏度越小，雷诺数就越大，湍流的可能性就越大。
另外，流体的温度和密度也会对雷诺数产生影响。
一般情况下，流体温度上升会导致流体粘度的减小，进而增大雷诺数。
除了流体本身的特性，雷诺数还受到流体通道的形状和壁面条件的影响。
例如，如果流体通过粗糙的管道或者经过具有细微结构的壁面，黏性力会增大，从而减小雷诺数。
此外，通道内部的搅拌装置或者流动障碍物也会对雷诺数造成影响。
理解雷诺数及其影响因素对于研究流体的流动性质具有重要意义。
它不仅在实际工程中的气体、液体流动分析中得到广泛应用，还用于模拟天体流体的运动，如大气层、海洋流动和星际介质等。
通过控制雷诺数，我们可以预测和调控流体的流动行为，优化流体传递的效率，提高工程系统的性能。
综上所述，雷诺数是流体力学中的一个重要参数，它描述了流体流动中惯性力和黏性力的相互作用程度。
雷诺数的大小决定了流体的流动状态，层流与湍流之间的转变区也具有重要的意义。
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（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
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。
（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）？ ）？
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
（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。