雷诺实验
第二章化工原理实验 雷诺实验
第二章化工原理实验实验一、雷诺实验一、实验目的:1.建立“滞流和湍流两种流动形态”的感性认识;2.观察雷诺准数与流体流动类型的相互关系;3.观察滞流时流体在圆管内的速度分布曲线;二、实验原理:1.滞流时,流体质点做直线运动,即流体分层流动,与周围的流体无宏观的混合,湍流时,流体质点呈紊乱地向各方向作随机的脉动,流体总体上仍沿管道方向流动。
2.雷诺准数是判断实际流动类型的准数。
若流体在圆管内流动,则雷诺准数可用下式表示:(2-1)一般认为,当Re≤2000时,流体流动类型属于滞流;当Re≥4000时,流动类型属于湍流;而Re值在2000~4000范围内是不稳定的过渡状态,可能是层流也可能是湍流,取决于外界干扰条件。
如管道直径或方向的改变、管壁粗糙,或有外来振动等都易导致湍流。
3.对于一定温度的流体,在特定的圆管内流动,雷诺准数仅与流速有关。
本实验是改变水在管内的速度,观察在不同雷诺准数下流体流型的变化。
理论分析和实验证明,滞流时的速度沿管径按抛物线的规律分布。
中心的流速最大,愈近管壁流速愈慢。
湍流时由于流体质点强烈分离与混合,所以速度分布曲线不再是严格的抛物线,湍流程度愈剧烈,速度分布曲线顶部的区域愈广阔而平坦,但即使湍流时,靠近管壁区域的流体仍作滞流流动,这一层称为滞流内层或滞流底层,。
它虽然极薄,但在流体中进行热量和质量的传递时,产生的阻力比流体的湍流主体部分要大得多。
三、实验装置及流程:1.实验装置示意图及流程图2-1 雷诺实验——装置示意图及流程1.溢流管;2.小瓶;3.上水管;4.细管;5.水箱;6.水平玻璃管;7.出口阀门实验装置如图2-1所示,图中水箱内的水由自来水管供给,实验时水由水箱进入玻璃管(玻璃管供观察流体流动形态和滞流时管路中流速分布之用)。
水量由出口阀门控制,水箱内设有进水稳流装置及溢流管,用以维持平稳而又恒定的液面,多余水由溢流管排入下水道。
2.实验仿真界面图2-2 雷诺实验——仿真界面四、实验步骤:1、实验步骤(1)雷诺实验1)打开进水阀,使自来水充满高位水箱;2)待有溢流后,打开流量调节阀;3)缓慢地打开红墨水调节阀;4)调节流量调节阀,并注意观察滞流现象;5)逐渐加大流量调节阀的开度,并注意观察过渡流现象;6)进一步加大流量调节阀的开度,并注意观察湍流现象;7)由孔板流量计测得流体的流量并计算出雷诺准数;8)关闭红墨水调节阀,然后关闭进水阀,待玻璃管中的红色消失,关闭流量调节阀门,结束本次实验。
雷诺实验原理
雷诺实验原理雷诺实验是流体力学中的一个重要实验,它是由法国物理学家亨利·雷诺于1883年提出的。
雷诺实验通过研究液体在管道中的流动情况,揭示了液体流动的规律,对于理解流体力学和工程实践具有重要意义。
本文将详细介绍雷诺实验的原理及其应用。
首先,雷诺实验的原理是基于雷诺数的概念。
雷诺数是流体力学中的一个重要无量纲参数,它描述了流体流动的稳定性和湍流性质。
雷诺数的计算公式为Re=ρVD/μ,其中ρ为流体密度,V为流体流速,D为管道直径,μ为流体动力粘度。
当雷诺数小于2100时,流体流动呈现层流状态;当雷诺数大于4000时,流体流动呈现湍流状态。
而在2100和4000之间的过渡区域则是流体流动的不稳定状态。
通过对雷诺数的测量和分析,可以揭示流体流动的性质和规律。
其次,雷诺实验的原理还涉及到流体动力学的基本方程。
流体动力学描述了流体在外力作用下的运动规律,其基本方程包括连续方程、动量方程和能量方程。
在雷诺实验中,通过对流体流动的速度场、压力场和温度场的测量,可以建立流体动力学的数学模型,进而分析流体流动的特性。
雷诺实验通过对流体动力学方程的实验验证,可以验证流体流动理论的准确性,并为工程实践提供重要参考。
最后,雷诺实验的应用涉及到流体力学和工程实践的多个领域。
在航空航天、水利工程、化工等领域,雷诺实验被广泛应用于流体流动的研究和工程设计中。
通过对管道、水泵、风机等流体设备的雷诺实验,可以优化流体流动的结构和性能,提高设备的效率和可靠性。
此外,雷诺实验还可以用于研究气液两相流、多相流等复杂流体流动现象,为工程实践提供重要的理论基础。
综上所述,雷诺实验是流体力学中的重要实验,其原理涉及到雷诺数、流体动力学方程等基本概念,应用涉及到多个工程领域。
通过对雷诺实验的研究和应用,可以深入理解流体流动的规律,为工程实践提供重要的理论支持。
希望本文的介绍可以帮助读者更好地理解雷诺实验的原理及其应用。
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。
雷诺实验演示实验报告
一、实验目的1. 观察流体在管道中的层流和湍流现象,了解两种流态的特征和产生条件。
2. 学习雷诺数的概念及其在流体流动中的应用。
3. 掌握雷诺实验的基本原理和操作方法。
二、实验原理雷诺实验是一种经典的流体力学实验,用于研究流体在管道中的流动状态。
实验原理如下:1. 流体流动存在两种基本状态:层流和湍流。
层流是指流体在管道中作平行于管轴的直线运动,各流层之间没有混合;湍流是指流体在管道中作紊乱的不规则运动,各流层之间有明显的混合。
2. 雷诺数(Re)是判断流体流动状态的无量纲参数,其计算公式为:Re = (ρvd)/μ其中,ρ为流体密度,v为流体在管道中的平均流速,d为管道直径,μ为流体黏度。
3. 当雷诺数小于2000时,流体呈层流状态;当雷诺数大于4000时,流体呈湍流状态;当雷诺数在2000~4000之间时,流体处于过渡状态。
三、实验器材1. 雷诺实验装置:包括管道、水箱、流量计、调速器、有色水等。
2. 测量工具:尺子、秒表、计算器等。
四、实验步骤1. 将实验装置组装好,检查各部件是否正常。
2. 向水箱中加入一定量的有色水,并打开水流,使有色水在管道中流动。
3. 调节调速器,使管道中的流速逐渐增大。
4. 观察管道中的流态变化,记录层流和湍流现象出现的临界流速。
5. 计算不同流速下的雷诺数,分析流体流动状态。
6. 根据实验数据,绘制雷诺数与流速的关系曲线。
五、实验结果与分析1. 实验结果表明,当流速较小时,管道中的流态为层流,表现为流体分层流动,各流层之间没有明显混合。
2. 随着流速的增加,层流现象逐渐减弱,当流速达到一定值时,流态发生突变,出现湍流现象,表现为流体紊乱流动,各流层之间混合明显。
3. 根据实验数据,计算得到的临界雷诺数与理论值基本吻合。
4. 分析实验数据,绘制雷诺数与流速的关系曲线,发现两者呈线性关系。
六、实验总结1. 雷诺实验是一种经典的流体力学实验,用于研究流体在管道中的流动状态。
雷诺实验实验PPT课件
• 观察层流、紊流的流态及其转换特征; • 测定临界雷诺数,掌握园管流态判别准则;
二、实验原理
二、实验原理
根据雷诺数的表达式 Re vd
结合连续性方程 ,得 Re 4Q d 通过层流与紊流的运动学特点,观察、判断层 流向紊流转变时的情况,并测量相应数值,按 上式计算获得雷诺数及临界雷诺数。
数作为层流与紊流的判据?实测下临界雷诺数为多少? 3. 试结合紊动现象的实验观察,分析由层流过渡到紊流的
机理何在?
三、实验方法与步骤
1. 测记本实验的有关常数 。 2. 观察两种流态。 ① 流量从小到大,层流 ② 流量从大到小,紊流
紊流 层流
三、实验方法与步骤
3.测定下临界雷诺数。 (1)将调节阀打开,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) 用体积法或质量法测定流量; (3)根据所测流量计算下临界雷诺数; (4)重新按照上述步骤重复测量不少于三次; (5)同时用水箱中的温度计测记水温,从而求得水的运动 粘度。
三、实验方法与步骤
[注意] • 每调节阀门一次,均需等待稳定几分钟; • 关小阀门过程中,只许渐小,不许开大; • 随出水流量减小,应适当调小开关,以减定上临界雷诺数。 逐渐开启调节阀,使管中水流由层流过渡 到紊流,当颜色水线刚开始散开时,即为 上临界状态,测定上临界雷诺数1~2次。
四、实验记录
1.记录、计算有关常数: 2.整理、记录计算表:
实验 颜色水 水体积 时间 流量 雷诺数 阀开度 备注
次序 线形态 V(cm3) t(s) q(cm3/s)
Re 增或减
实测下临界雷诺数(平均值)
五、实验分析与讨论
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。
雷诺实验的分析与总结
雷诺实验的分析与总结1. 引言雷诺实验是流体力学中一种重要的实验方法,用于研究流体在不同条件下的流动行为。
本文将对雷诺实验的原理、实验装置以及实验参数等进行详细分析,并总结实验结果和得出结论。
2. 雷诺实验原理雷诺实验原理基于雷诺数的概念,雷诺数(Reynolds number)是衡量流体流动稳定性和湍流发展的一个无量纲参数。
当雷诺数小于临界值时,流体流动是稳定的;当雷诺数超过临界值时,流体流动将变得湍流。
3. 雷诺实验装置雷诺实验装置主要由流动槽、流体加装设备、测量仪器等组成。
3.1 流动槽流动槽通常由透明材料制成,以便观察流体的流动状态。
其主要功能是提供一个稳定的流动环境,减少外界干扰因素。
3.2 流体加装设备流体加装设备是指用于向流动槽注入流体的装置,通常包括水泵、阀门等。
通过控制流体的注入速度和流量,可以实现不同条件下的流动实验。
3.3 测量仪器测量仪器用于实时监测和记录实验过程中的流体参数,通常包括压力传感器、流量计、温度计等。
这些仪器能够提供准确的实验数据,为后续的分析提供依据。
4. 实验参数雷诺实验中的主要参数包括流速、长度尺寸、粘性系数等。
4.1 流速流速是指单位时间内流经一个横截面的流体体积。
在雷诺实验中,改变流速可以调节雷诺数,从而实现不同条件下的流动变化。
4.2 长度尺寸长度尺寸是指流体流动过程中产生的特征长度。
在雷诺实验中,改变长度尺寸可以调节雷诺数,进而观察流动形态的变化。
4.3 粘性系数粘性系数是流体流动中表征流体黏性的参数。
在雷诺实验中,改变粘性系数可以模拟不同流体的流动行为,从而研究流体黏性对流动稳定性的影响。
5. 实验过程与结果根据上述原理和参数,进行了一系列的雷诺实验。
首先,通过调节流速,观察到流体从层流到湍流的转变。
实验结果表明,随着雷诺数的增大,流体流动由层流过渡到湍流,流动速度增加。
其次,通过调节长度尺寸,观察到对不同尺寸的物体进入流体中的流动行为进行了观察。
演示实验1 雷诺实验
114Ⅱ 化工原理演示实验3. 9 雷诺实验3. 9. 1 实验目的1. 观察流体在圆形直管内的两种不同流动型态,2.确定临界雷诺数,3.观察流体在圆形直管内作层流运动时的速度分布。
3. 9. 2 实验内容和要求1. 观察层流和湍流现象,观察层流时的速度分布, 2.在高位槽液面稳定不变的情况下, 测定从层流变为湍流时的临界Re 和不同流动型态下的Re,3. 9. 3 实验原理流体的流动有两种不同的型态----层流和湍流, 流体作层流运动时, 流体质点仅作平行于管轴方向的直线运动, 流体层之间无相互混合;流体作湍流运动时, 流体质点在沿管轴方向流动的同时, 还作杂乱无章的无规则运动。
雷诺数是判断流体流动形态的特征数, 当流体在圆管内流动时, 雷诺数Re 的计算式为:μρdu =Re (3-9-1)式中: d-----管子内径, m, u-----流速, m/s,ρ----流体密度, kg/m3, μ----流体粘度, Pa ·s由上式可以看出, 一定温度的流体在特定的管路中流动时, 雷诺数仅与流速有关, 本实验通过改变水在管内的流速, 观察流体在管内流动型态的变化。
通常, Re<2000时, 流动型态为层流, Re>4000时为湍流, 2000<Re<4000时, 有时为层流, 有时为湍流, 与环境有关。
雷诺实验对外界环境要求较高, 应该避免振动和高位槽液位波动等因素的影响。
3. 9. 4 实验装置和流程雷诺实验装置和流程如图3-9-1和3-9-2所示, 由图3-9-2可知, 高位水槽6由自来水管供水, 其中设有进水稳流装置4和保持液位稳定的溢流槽5, 多余的水由管7排入下水槽(保持有少许溢流即可)。
高位玻璃瓶1中装有着色水, 经阀2 注入管8 中心。
实验时打开水流量控制阀9, 水即进入供观察用的玻璃管8中, 经转子流量计10计量后排入下水槽。
调节阀2 , 着色水即可通过细针进入玻璃管8的中心处。
雷诺流动形态实验报告
一、实验目的1. 观察流体流动过程中不同的流动形态及其变化过程;2. 测定流动形态变化时的临界雷诺数;3. 理解雷诺数与层流、湍流的关系;4. 掌握实验数据处理方法。
二、实验原理雷诺实验揭示了流体流动的两种基本形态:层流和湍流。
层流是指流体在管道内流动时,流体质点沿直线运动,彼此之间无宏观混合。
湍流则是指流体流动时,流体质点之间发生宏观混合,流速不均匀,产生涡流。
雷诺数(Re)是判断流体流动形态的无量纲数,其计算公式为:Re = ρvd/μ,其中ρ为流体密度,v为流体流速,d为管道直径,μ为流体粘度。
当Re较小时,流体流动为层流;当Re较大时,流体流动为湍流。
临界雷诺数是层流与湍流转变的界限。
三、实验仪器与材料1. 实验装置:自循环雷诺实验装置(包括供水器、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、实验流量调节阀等);2. 实验材料:有色水、清水、压差计、计时器等。
四、实验步骤1. 调整实验装置,确保供水稳定,管道内无气泡;2. 开启供水器,调整流量,使管道内流速逐渐增大;3. 观察有色水在管道内的流动形态,记录下层流、湍流及临界雷诺数;4. 使用压差计测量管道两端的水头差,计算沿程水头损失;5. 记录实验数据,进行数据处理。
五、实验结果与分析1. 观察到当流速较小时,管道内流体质点沿直线运动,颜色均匀,无涡流,为层流;2. 随着流速增大,流体质点开始发生宏观混合,颜色逐渐变淡,出现涡流,为湍流;3. 通过实验,测得临界雷诺数为2000;4. 根据实验数据,绘制沿程水头损失与断面平均流速的关系曲线,分析层流、湍流及临界雷诺数的关系。
六、实验结论1. 雷诺实验验证了流体流动的两种基本形态:层流和湍流;2. 临界雷诺数是层流与湍流转变的界限,本实验测得临界雷诺数为2000;3. 雷诺数与流体流动形态密切相关,当雷诺数较小时,流体流动为层流;当雷诺数较大时,流体流动为湍流。
(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。
(完整版)雷诺实验
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 V ,而V 又0 0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V 值。
0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,以此作为层流与紊流的判别依据,使复验研究,得出了无量纲数——雷诺数 Re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<2320 时,管中流态为层流,反之,则为湍流。
为 2000 。
当Re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。
雷诺实验实验报告
雷诺实验实验报告一、实验目的雷诺实验是研究流体流动状态的重要实验。
通过本实验,旨在观察流体在不同流速下的流动形态,确定层流与湍流的临界雷诺数,并深入理解雷诺数的物理意义及其在流体流动研究中的应用。
二、实验原理雷诺数(Reynolds Number)是用来表征流体流动状态的无量纲数,其定义为:\Re =\frac{vd\rho}{\mu}\其中,\(v\)为流体的平均流速,\(d\)为管道直径,\(\rho\)为流体密度,\(\mu\)为流体的动力粘度。
当雷诺数小于某一临界值时,流体的流动为层流;当雷诺数大于该临界值时,流动转变为湍流。
在实验中,通过调节流量来改变流速,观察有色液体在玻璃管中的流动形态,并根据测量得到的流速、管径、流体密度和粘度计算雷诺数。
三、实验装置1、雷诺实验装置主要由水箱、水泵、试验管段、调节阀、流量计、有色液体注入装置等组成。
2、试验管段为透明玻璃管,便于观察流体的流动形态。
3、流量计用于测量流体的流量。
4、有色液体注入装置用于在流体中注入有色液体,以便清晰地观察流动形态的变化。
四、实验步骤1、熟悉实验装置,了解各部分的作用和操作方法。
2、打开水泵,使水箱中的水在试验管段中循环流动。
3、缓慢调节调节阀,从小到大逐渐改变流量。
4、在每个流量下,观察有色液体在试验管段中的流动形态,并记录下来。
5、同时,测量相应的流量、水温等数据。
6、根据测量数据计算雷诺数。
五、实验现象与分析1、当流速较小时,有色液体呈现清晰的直线状,流体的流动为层流。
此时,流体的质点沿着管轴方向作有规则的平行运动,各质点之间互不干扰。
2、随着流速的逐渐增大,有色液体开始出现波动和弯曲,但整体仍保持较为清晰的线条。
3、当流速进一步增大到某一值时,有色液体突然与周围的水完全混合,流动形态变得紊乱,此时流体的流动为湍流。
六、数据处理与结果通过测量不同流量下的流速、管径、水温等数据,并查阅相关资料获取水的密度和粘度,计算得到相应的雷诺数。
雷诺实验报告及答案
一、实验目的1. 观察流体在管道中流动的层流和湍流现象,区分两种不同流态的特征,搞清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存在两种流动状态,即层流和湍流。
当流体流动速度较慢时,惯性力较小,粘滞力对质点起控制作用,液流呈层流运动。
当流体流动速度逐渐增大,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,各流层的流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。
这种从层流到湍流状态称为流动的转捩。
雷诺数是判断流体流动状态的无量纲参数,其计算公式为:Re = ρvd/μ其中,Re为雷诺数,ρ为流体密度,v为流体流速,d为管道直径,μ为流体动力粘度。
三、实验装置实验装置采用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、实验管道和实验流量调节阀等。
四、实验步骤1. 调节恒压水箱水位,使水箱始终保持微溢流的程度,以提高进口前水体稳定度。
2. 将有色水注入实验管道,观察并记录不同流速下有色水在管道中的流动状态。
3. 改变实验管道的流速,分别记录层流和湍流状态下的流速、水头损失等数据。
4. 根据实验数据,绘制雷诺数与流速的关系曲线,确定临界雷诺数。
五、实验结果与分析1. 观察到当流速较慢时,有色水在管道中呈层流状态,颜色分布均匀;当流速增大到一定程度时,有色水在管道中呈湍流状态,颜色分布不均匀,出现涡流。
2. 根据实验数据,绘制雷诺数与流速的关系曲线,确定临界雷诺数为2000。
3. 对比不同流态下的水头损失,发现层流状态下的水头损失较小,湍流状态下的水头损失较大。
六、实验结论1. 通过雷诺实验,观察到了流体在管道中流动的层流和湍流现象,并掌握了两种流态的特征。
2. 测定了临界雷诺数,为判断流体流动状态提供了依据。
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(参考内容)
雷诺实验实验报告姓名:史亮班级:9131011403学号:913101140327第4章 雷诺实验4.1 实验目的1) 观察层流、紊流的流态及流体由层流变紊流、紊流变层流时的水利特征。
2) 测定临界雷诺数,掌握园管流态判别准则。
3) 学习应用量纲分析法进行实验研究的方法,了解其实用意义。
4.2 实验装置雷诺实验装置见图4.1。
图4.1 雷诺实验装置图说明:本实验装置由供水水箱及恒压水箱、实验管道、有色水及水管、实验台、流量调节阀等组成,有色水经有色水管注入实验管道中心,随管道中流动的水一起流动,观察有色水线形态判别流态。
专用有色水可自行消色。
4.3 实验原理流体流动存在层流和紊流两种不同的流态,二者的阻力性质不相同。
当流量调节阀旋到一定位置后,实验管道内的水流以流速v 流动,观察有色水形态,如果有色水形态是稳定直线,则圆管内流态是层流,如果有色水完全散开,则圆管内流态是紊流。
而定量判别流体的流态可依据雷诺数的大小来判定。
经典雷诺实验得到的下临界值为2320,工程实际中可依据雷诺数是否小于2000来判定流动是否处于层流状态。
圆管流动雷诺数:e R KQ d Qvd vd ====νπνμρ4 (4.1) 式中:ρ──流体密度,kg/cm 3;v ──流体在管道中的平均流速,cm/s ;d ──管道内径,cm ; μ──动力粘度,Pa •s ;ν──运动粘度,ρμν=,cm 2/s ; Q ──流量,cm 3/s ;K ──常数,νπd K 4=,s/cm 3。
4.4 实验方法与步骤1) 记录及计算有关常数。
管径 d = 1.37 cm, 水温 t = 14.8 ℃ 水的运动粘度 ν=2000221.00337.0101775.0tt ++= 0.01147 cm 2/s 常数 νπd K 4== 81.03 s/cm 3 2) 观察两种流态。
滚动有色水塑料管上止水夹滚轮,使有色水流出,同时,打开水箱开关,使水箱充满水至溢流,待实验管道充满水后,反复开启流量调节阀,使管道内气泡排净后开始观察两种流态。
雷诺实验
实验三雷诺实验一.实验目的1.观察液体在不同流动状态时流体质点的运动规律2.观察流体由层流变紊流及由紊流变层流的过度过程二.实验设备实验设备及各部分名称如下图所示:雷诺数实验图1.水箱及潜水泵2.上水管3. 溢流管4. 电源5.整流栅6.溢流板7.墨盒8. 墨针9. 实验管 10. 调节阀 11. 接水箱 12. 量杯 13. 回水管 14实验桌三.实验原理流体在管道中流动,有两种不同的流动状态,其阻力性质也不同。
雷诺数的物理意义,可表征为惯性力与粘滞力之比。
在实验过程中,保持水箱中的水位恒定,即水头H不变。
如果管路中出口阀门开启较小,在管路中就有稳定的平均速度v,微启蓝色水阀门,这时蓝色水与自来水同步在管路中沿轴线向前流动,蓝颜色水呈一条蓝色直线,其流体质点没有垂直于主流方向的横向运动,蓝色直线没有与周围的液体混杂,层次分明地在管路中流动。
此时,流体在流速较小而粘性较大和惯性力较小的情况下运动,为层流运动。
如果将出口阀门逐渐开大,管路中的蓝色直线出现脉动,流体质点尚未出现相互交换的现象,流体的流动呈临界状态。
如果将出口阀门继续开大,出现流体质点的横向脉动,使蓝色线完全扩散与自来水混合,此时流体的流动状态微紊流运动。
雷诺数表达式νvd =Re ,根据连续方程:vA Q = ,Q v A =流量Q 用体积法测出,即在t ∆时间内流入计量水箱中流体的体积V ∆,则 t V Q ∆=,其中,42d A π=式中:A —管路的横截面积;d —管路直径; v —流速; ν—水的粘度。
四.实验步骤1、 准备工作:将水箱充水至经隔板溢流流出,将进水阀门关小,继续向水箱供水,以保持水位高度H 不变。
2、缓慢开启阀门10,待玻璃管中水稳定流动后,注入蓝色水。
当蓝色水在玻璃管中呈现一条稳定而明显的流线时,管内即为层流流态。
3、开大出口阀门10,流量增大,蓝色水在玻璃管内开始颤动、弯曲,并逐渐扩散,当扩散至全管,水流紊乱到已看不清着色流线时,这便是紊流状态。
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。
雷诺实验资料
雷诺实验雷诺实验是流体力学中一项经典的实验,旨在研究流体在管道内的流动特性。
该实验由法国工程师雷诺于19世纪70年代提出并开展。
通过雷诺实验,研究者可以深入了解流体在管道内的速度分布、流体的压力损失、混合效果等重要参数,进而优化管道设计和流体运输系统。
实验设备与原理雷诺实验通常使用一根直径较小的圆柱形管道,管道内充满流体并施加一定的压力,通过在管道内放置流速计等设备,测量管道内不同位置处的流速和压力值。
在实验中,可以改变流体的种类、流速、管道直径等参数,以研究流体运动的规律和特性。
实验目的雷诺实验的主要目的在于:1.确定流体在管道内的速度分布规律。
2.研究管道内的摩擦阻力和流体的压力损失情况。
3.探究流体在弯曲管道、分支管道等复杂结构中的流动特性。
4.为优化管道设计、节能减排提供理论支持。
实验过程1.设置实验装置,保证管道内流体的稳定流动。
2.测量管道内不同位置处的流速和压力值。
3.记录实验数据,进行数据处理和分析。
4.根据实验结果,得出相应的结论和建议。
实验结果与分析根据雷诺实验的结果分析,可以得出一些重要结论:1.流速随着管道内径向位置的变化而变化,通常靠近管道壁面处的流速较小,靠近管道中心处的流速较大。
2.流体在管道内流动会受到摩擦阻力的影响,导致流体的压力损失。
3.在弯曲管道或分支管道中,流体会发生较大的速度梯度和旋转现象,对管道设计产生重要影响。
结论与展望通过雷诺实验的研究,我们可以更加深入地了解流体在管道内的流动规律,为工程实践和科学研究提供重要参考。
未来,随着实验技术的不断发展和完善,雷诺实验将在流体力学领域发挥越来越重要的作用。
以上就是关于雷诺实验的简要介绍,希望能让读者对该实验有更深入的了解。
化工雷诺实验实验报告
一、实验目的1. 了解流体在管道中流动的两种基本状态:层流和湍流。
2. 通过实验观察流体从层流状态过渡到湍流状态的现象。
3. 测定临界雷诺数,了解流体流动状态转变的临界条件。
4. 学习并掌握流体力学中无量纲参数的应用,加深对流体流动规律的理解。
二、实验原理流体在管道中流动时,由于惯性力和粘滞力的作用,存在两种不同的流动状态:层流和湍流。
层流是指流体各质点沿管道轴线方向做平行运动,质点之间无相对运动;湍流是指流体各质点沿管道轴线方向做复杂的涡旋运动,质点之间有相对运动。
流体流动状态转变的判据是雷诺数(Re),其定义为:\[ Re = \frac{\rho v D}{\mu} \]其中,\(\rho\) 为流体密度,\(v\) 为流体速度,\(D\) 为管道直径,\(\mu\)为流体动力粘度。
当雷诺数小于2000时,流体为层流;当雷诺数大于4000时,流体为湍流;当雷诺数在2000到4000之间时,流体处于过渡状态。
三、实验设备与材料1. 雷诺实验装置:包括实验管道、水箱、流量计、计时器等。
2. 流体:水或水溶液(如红墨水)。
3. 计量工具:量筒、刻度尺等。
四、实验步骤1. 将实验装置安装好,并检查各部件连接是否牢固。
2. 向水箱中注入适量流体,调整流量计,使流量稳定。
3. 观察流体在实验管道中的流动状态,记录不同流量下的流动现象。
4. 当观察到流体从层流状态过渡到湍流状态时,记录此时的流量和对应的雷诺数。
5. 改变实验管道的直径,重复上述步骤,观察不同直径管道中流体流动状态的变化。
6. 根据实验数据,绘制雷诺数与流速、管道直径之间的关系曲线。
五、实验结果与分析1. 观察到在低流量下,流体在实验管道中呈层流状态,水流平稳,无涡流产生。
2. 随着流量的增加,流体逐渐从层流状态过渡到湍流状态,水流变得复杂,出现涡流。
3. 通过实验,测得临界雷诺数为2800,与理论值相符。
4. 实验结果表明,流体流动状态转变与管道直径、流量等因素有关。
化工原理雷诺实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 观察流体在管内流动的两种不同流型(层流和湍流)。
2. 测定临界雷诺数(Re)。
3. 掌握流体流动状态判别准则。
4. 学习应用无量纲参数进行实验研究的方法,并了解其实际意义。
二、实验原理流体在管道中流动时,存在两种流动状态:层流和湍流。
层流是指流体质点沿流动方向做有序、稳定的运动,质点之间无相互混合。
湍流是指流体质点做无序、复杂的运动,质点之间发生相互混合。
层流和湍流的转变与雷诺数(Re)有关,当雷诺数小于一定值时,流体为层流;当雷诺数大于一定值时,流体为湍流。
雷诺数计算公式如下:\[ Re = \frac{\rho v d}{\mu} \]其中,ρ为流体密度,v为流速,d为管道直径,μ为流体粘度。
三、实验装置本实验采用自循环雷诺实验装置,主要包括以下部分:1. 自循环供水器:用于提供恒定的供水流量。
2. 实验台:用于放置实验装置。
3. 可控硅无级调速器:用于调节供水流量。
4. 恒压水箱:用于维持恒定的供水压力。
5. 有色水水管:用于注入有色水,观察流体流动状态。
6. 稳水隔板:用于提高进口前水体稳定度。
7. 溢流板:用于维持水箱水位稳定。
8. 实验管道:用于观察流体流动状态。
9. 实验流量调节阀:用于调节实验流量。
1. 调整实验装置,确保各部分连接牢固。
2. 将有色水注入有色水水管,观察流体流动状态。
3. 调节可控硅无级调速器,改变供水流量。
4. 观察流体流动状态,记录层流和湍流的临界流速。
5. 计算临界雷诺数。
6. 重复实验,验证实验结果的准确性。
五、实验结果与分析1. 观察到当供水流量较小时,流体呈层流状态,流体质点沿流动方向做有序、稳定的运动,有色水沿管道中心线流动,无明显涡流。
2. 当供水流量增大到一定程度时,流体呈湍流状态,流体质点做无序、复杂的运动,有色水在管道中形成涡流,流体流动状态不稳定。
3. 通过计算,得到临界雷诺数为2000。
4. 实验结果表明,当雷诺数小于2000时,流体为层流;当雷诺数大于2000时,流体为湍流。
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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。
二、实验目的要求
1、观察液体流动时的层流和紊流现象。
区分两种不同流态的特征,搞清两种流态产生的
条件,加深对雷诺数的理解。
2、测定颜色水在管中的不同状态下的雷诺数,学习园管流态判别准则,进一步掌握层流、
紊流两种流态的运动学特性与动力学特性。
3、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。
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。
三、实验装置
本实验的装置如图5.1所示。
图5.1 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.稳水孔板;
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。
四、实验原理
在本实验中,当流量由大逐渐变小时,流态由湍流变为层流,对应一个下临界雷诺数,当流量由零逐渐增大时,流态从层流变为湍流,对应一个上临界雷诺数。
在上临界值与下临界值之间,则为不稳定的过渡区域。
由于上雷诺临界数受外界干扰,数值不稳定,而下临界雷诺数值比较稳定,因此一般以下临界雷诺数作为判别流态的标准。
该实验中,水箱的水位稳定,管径、水的密度与粘性系数不变,所以可以用改变管中流速的办法改变雷诺数。
雷诺数的计算公式为
44
e Vd Q
R kQ k d d νπν
πν
=
===
式中,e R ——雷诺数,无因次量
d ——圆管内径
V ——管内平均流速
ν——流体粘度 k ——计算常数 Q ——流体流量
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。
见图5.2
图5.2 流态和对应流动图谱
五、实验方法与步骤
1.测记本实验的有关常数。
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,用体积法或电测法测定流量;
(3)根据所测流量计算下临界雷诺数,并与公认值(2320)比较,偏离过大,需重测;
(4)重新打开调节阀,使其形成完全紊流,按照上述步骤重复测量不少于三次; (5)同时用水箱中的温度计测记水温,从而求得水的运动粘度。
注意:
a 、 每调节阀门一次,均需等待稳定几分钟;
b 、 关小阀门过程中,只许渐小,不许开大;
c 、 随出水流量减小,应适当调小开关(右旋),以减小溢流量引发的扰动。
4.测定上临界雷诺数。
逐渐开启调节阀,使管中水流由层流过渡到紊流,当色水线刚开始散开时,即为上临界状态,测定上临界雷诺数1~2 次。
六、实验成果及要求
1.记录、计算有关常数: 实验装置台号No_______ 管径 =d cm 水温 =t C
运动粘度 =++=
2
000221.00337.0101775.0t
t v s cm /2
计算常数 =K 3
/cm s 2.整理、记录计算表
表5.1
注:颜色水形态指:稳定直线,稳定略弯曲,直线摆动,直线抖动,断续,完全散开等。
七、实验分析与讨论
☆1.流态判据为何采用无量纲参数,而不采用临界流速?
2.为何认为上临界雷诺数无实际意义,而采用下临界雷诺数作为层流与紊流的判据?实测下临界雷诺数为多少?
3.雷诺实验得出的圆管流动下临界雷诺数为2320,而目前有些教科书中介绍采用的下临界雷诺数是2000,原因何在?
4.试结合紊动机理实验的观察,分析由层流过渡到紊流的机理何在?
5.分析层流和紊流在运动学特性和动力学特性方面各有何差异?
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流体的流动状态不同,流体的运动学和动力学特性就会不一样。
雷诺实验揭示了圆管中流体的流动状态不仅于管内平均流速有关,同时也于圆管内直径、运动粘度有关。
流动状态指流体的流动是层流流动还是紊流流动或者处于过渡段。
一、层流运动学动力学特征区别:
1、质点有规律地作分层流动,边界条件相同,流动现象(或图谱)会严格再现。
2、断面流速按抛物线分布.
3、运动要素无脉动现象.
4、稳定性:
二、紊流运动学动力学特征区别:
1、质点互相参混作无规则的随机运动.边界条件相同,流动现象不会再现。
2、断面流速按指数规律分布.雷诺数越大,管内流速越均匀。
3、运动要素发生不规则的脉动现象.。