雷诺试验试验指导
雷诺实验报告
雷诺实验报告
实验目的,通过对雷诺实验的研究,了解流体在管道内的流动规律,探究雷诺
实验的原理和应用。
实验原理,雷诺实验是通过在管道内流动的液体中添加染料或颗粒,观察其流
动状态,从而研究流体的流动规律。
根据雷诺实验的结果,可以得出雷诺数与流体流动状态之间的关系,进而分析流体的流动特性。
实验仪器,实验中所需的仪器包括管道、染料或颗粒、观察设备等。
实验步骤:
1. 将染料或颗粒加入到管道内的流体中;
2. 观察流体在管道内的流动状态,并记录观察结果;
3. 根据观察结果,计算雷诺数,并分析流体的流动特性。
实验结果,通过雷诺实验的观察和分析,得出了流体在管道内的流动规律。
根
据实验结果,可以得出雷诺数与流体流动状态之间的关系,进而对流体的流动特性进行分析和总结。
实验结论,雷诺实验是研究流体流动规律的重要手段,通过对实验结果的分析,可以深入了解流体在管道内的流动特性,为工程实践和科学研究提供重要参考。
实验应用,雷诺实验在工程领域和科学研究中具有重要的应用价值,可以用于
研究管道流体的流动规律,优化管道设计,提高流体的输送效率,解决流体流动过程中的问题。
综上所述,雷诺实验是研究流体流动规律的重要实验方法,通过对实验结果的
观察和分析,可以深入了解流体的流动特性,为工程实践和科学研究提供重要参考。
雷诺实验在工程领域和科学研究中具有重要的应用价值,对于优化管道设计,提高流体输送效率,解决流体流动问题具有重要意义。
雷诺数实验指导书
雷诺数实验指导书1、实验演示及实验设备2、实验规范1.每次实验必须按时到达。
对实验室内仪器设备应加以爱护,室内保持清洁。
实验前应了解实验仪器的功用及使用方法。
实验完毕,须将仪器整理后交还原处。
2.无故缺席一次者,本实验课程作不及格论,因故请假者须于实验前或后报告指导教师并请示补做办法,否则以无故缺席论。
3.实验前应到校教材科购买相关实验指导书并进行预习,了解相关实验内容、实验方法和实验步骤,未预习实验指导书之前不得参加实验。
4.实验期间应听从指导教师的指导,相互间通讯宜采用手势信号,切忌高声叫嚷,妨碍他人进行实验。
5.每组(项)实验人数以4~6人为宜,实验的各项工作有可能时应轮流担任,务使每人均能了解实验过程中的每一步骤。
6.实验记录数据应于实验结束后交给指导教师查阅,经指导教师认可后方可开始进行数据处理,如实验结果误差太大时,应详细检查原因,和指导教师商讨处理方法。
3、实验基础知识一、流体力学实验的重要意义水力学是研究液体(主要是水)的平衡和运动规律及其应用的科学,水力学是流体力学学科的重要组成部分。
由于液体流动的运动规律非常复杂,还不能完全由理论研究方法来解决所有实际问题,许多未知的流体运动规律还须通过实验研究来探索和发现;另外,理论研究得到的流体运动规律还应通过实验来加以验证和补充。
如果我们能用实验方法把自然现象在实验室内重复进行,观察其中的物理本质,再根据因次分析和相似理论得出其中的分析关系或曲线图表,就可把这些结果应用到工程实际中。
实验是理论和实践的初步结合,通过实验能增加我们的感性知识,帮助我们记忆和巩固所学到的理论知识,并培养我们从事科学实验的技能,因而在实验时应注意实验过程中出现的情况和它所运用到的理论,检验它是否和所学到的理论知识相符合。
二、水的基本物理性质1、水在4℃时的密度2、水的粘性系数随温度而变化,其动力粘性系数:(Pa·s)式中为温度t=0℃时的动力粘性系数(Pa·s)运动粘性系数ν=,它与温度的关系为:(㎝×㎝/s)ν0=0.01792(cm2/s)式中ν0为水在温度t=0℃时的运动粘性系数。
实验一雷诺实验一、实验目的1.观察层流和紊流的流态及其转换特征;2.
实验一 雷诺实验一、实验目的1. 观察层流和紊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. 学习在流体力学中应用无量纲参数进行试验研究的方法,并了解其使用意义。
二、实验装置本实验的装置如图1.1所示。
1. 自循环供水器;2.实验装置本体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.实验流量调节阀图1.1 自循环雷诺实验装置图供水流量由无级调速器调控,使恒温压水箱始终保持微溢流的状态,以提高管道进口前水流的稳定度。
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。
有色水经有色管水水管注入实验管道,可根据有色水散开与否判别流态。
为防止自循环水污染,有色水采用自行消色的专用色水。
三、实验原理v v q K vd q v d V ⋅=⋅⋅=⋅=π4Re vd K ⋅⋅=π4 式中:Re ——雷诺数V ——流体速度v q ——流量K ——计算常数V ——运动粘度四、实验步骤1. 记录本实验的有关常常数(标记于恒压水箱正面)2. 观察两种流态打开开关,使水箱充水至溢流水位,经稳定后,微微开启流量调节阀,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,然后逐步开大流量调节阀,通过颜色水直线的变化观察层流转变到紊流的水利特征。
3. 测定下临界雷诺数(1)将流量调节阀打开,使管道中流体呈完全紊流,再逐步关小流量调节阀使流量减小。
当流量调节到使颜色水在全管内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)重新打开流量调节阀,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量记录水温,从而求得水的运动粘度。
注意:a. 每调节流量调节阀门一次,均需等待稳定几分钟b. 关小阀门过程中,只允许逐渐减小,不允许开大c. 随出水量减小,应适当调小调速器开关(右旋),以减小溢流量引发的扰动。
雷诺实验实验报告书
雷诺实验实验报告书
《雷诺实验实验报告书》
实验目的:通过雷诺实验,研究流体在管道中的流动规律,探讨雷诺数与流体
流速、管道直径之间的关系。
实验原理:雷诺实验是通过在管道中流动的流体,根据雷诺数的大小,来判断
流体的流动状态。
雷诺数的大小与流体的流速、管道直径有关,当雷诺数小于
一定值时,流体呈现层流状态;当雷诺数大于一定值时,流体呈现湍流状态。
实验装置:实验装置主要包括水泵、水箱、流量计、管道等。
实验步骤:
1. 将实验装置搭建好,并保证各个部件连接紧密,无漏水现象。
2. 调节水泵的流量,使得流速适中。
3. 开启水泵,让流体通过管道流动。
4. 使用流量计测量流体的流速。
5. 根据测得的数据,计算雷诺数。
6. 根据实验结果,绘制雷诺数与流速、管道直径的关系曲线。
实验结果与分析:通过实验测得的数据,我们得出了雷诺数与流速、管道直径
之间的关系曲线。
实验结果表明,当雷诺数小于一定值时,流体呈现层流状态;当雷诺数大于一定值时,流体呈现湍流状态。
同时,我们还发现了雷诺数与流速、管道直径之间的定量关系,这为我们进一步研究流体流动规律提供了重要
的参考。
结论:通过雷诺实验,我们成功地研究了流体在管道中的流动规律,探讨了雷
诺数与流速、管道直径之间的关系。
实验结果对于工程领域的流体传输、管道
设计等具有一定的指导意义。
总结:雷诺实验是研究流体流动规律的重要手段,通过实验我们可以深入了解流体的流动状态,为工程实践提供重要的参考依据。
希望通过本次实验,能够对流体力学有所了解,为今后的研究和工作提供帮助。
雷诺试验
流体力学基础实验指导书I 、循环水槽流动显示实验1.观察流体拐弯时的流动特点。
取下水槽一个拐角处的导流片。
由于拐弯处流体质点受离心力的作用,使得流体质点的速度沿拐弯半径发生变化。
在拐弯后的内侧,由于粘性和流体质点处于逆压作用下,从而产生较大的流动分离区。
2.圆柱体尾流观察。
在圆柱体后面逆压区,由于粘性作用产生附面层分离,从而交替产生的离体旋涡顺气流而下形成两排交错出现的涡列,这就是有名的卡门涡街。
3.二元翼型的绕流和尾迹观察。
II 、雷诺染色线观察实验通常作用于流体质点上的力有表面粘性力和压力,与质量有关的重力和惯性力等。
随着粘性力所占的比重不同,流体有两种不同的流动状态:层流和紊流。
本实验就是通过在流过玻璃管内的水中所悬浮的红色墨水,来观察这两种不同的流动状态。
当打开水阀时,若水速不大,此时作用在流体质点上的粘性力则相对较大,管内是有规则的成层的流动,即层流(或片流)。
此时看到的红色水是一条规则的红线。
若水速不断增大,粘性力的影响也随着相对减小。
当水速超过一定值时,这时管内水中的红色墨水将由一条规律的红线开始波动,最后完全混乱。
整个流动呈现出一种毫无规则的混乱流动,叫做紊流(或湍流)。
影响管内流动由层流状态到紊流状态的因素不仅是与水速有关,而且还与管道直径大小和流体性质有关,亦即与雷诺数υμρ//Re VD VD ==的大小有关。
Re 数愈大,流动易呈紊流状态。
雷诺数Re 实质上是表征作用于流体质点上的惯性力与粘性力的比值。
III 、伯努利定理当气体流过截面为F 的管道时,流速V 不大(V<100m/s 左右),则流速变化带来的压强P 变化也不大,故可以认为气体的密度ρ是常数。
此时沿管道任一截面的流量由连续方程(质量守恒定理)给出:VF=常数 (1) 伯努力定理告诉我们,理想流体质点的动能221v ρ,压力能P 和势能gz ρ满足 常数=++gz P v ρρ221 (2) 对于水平管道(z=常数),由式(1)和(2)可知:管道截面小的地方流速大而压强小。
流体力学实验指导
实验一:雷诺实验实验学时:2 实验类型:验证实验要求:选修一、实验目的:1、 观察层流、紊流的流态;2、 测定临界雷诺数,掌握圆管流态的判断标准;3、 观察紊流形成的过程,理解紊流产生的机理;4、 观察的流态;5、观察流体在各种绕流运动中阻力的大小,分析流体流动的两种阻力形式。
二、 实验内容:1、 观察层流、紊流的流态;2、 测定临界雷诺数,掌握圆管流态的判断标准;3、 观察紊流形成的过程,理解紊流产生的机理;4、 理解流体绕流过程中的摩擦阻力与压差阻力的两种阻力形式。
三、实验原理1、雷诺数:反映惯性力与粘性力的比值。
vdR e υ=24dQ πυ=R e >4000为紊流 R e <2000为层流2000< R e <4000为层流与紊流过度区2、绕流阻力:为摩擦阻力与压差阻力之和。
2222ρυρυpp ff A C A C D +=式中:D —绕流阻力;C f —绕流摩擦阻力系数; A f —绕流摩擦阻力迎流面积; C p —绕流压差阻力系数; A p —绕流压差阻力迎流面积;υ—来流速度。
四、实验仪器与元件实验仪器:雷诺实验仪、壁挂式流动显示仪 仪器元件:自循环供水系统、颜色水箱、放水阀等 流体介质:水、颜色水 实验装置如图:雷 诺 数 实 验 台1. 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 雷诺数γdV R e ⋅=,根据连续方程:A V=Q ,AQ V =五、实验方法与步骤实验方法与操作步骤如下:1、熟悉实验装置各部分功能,记录有关常数;2、观察两种流态。
打开电源开关4使水箱充水至溢流水位,经稳定后,微微开启调节阀10,并打开墨盒上的颜色水调节阀门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。
雷诺实验指导书
THXLN-1型 雷诺系数实验装置雷诺实验雷诺数是区别流体流动状态的无量纲数。
对圆管流动,其下临界雷诺数c Re 为 2300~2320。
小于该临界雷诺数的流体为层流流动状态,大于该临界雷诺数则为紊流流动状态。
工程上,在计算流体流动损失时,不同的Re 范围,采用不同的计算公式。
因此观察流体流动的流态,测定临界雷诺数,是《流体力学》课程实验的重要内容。
一、实验目的:1.观察层流、紊流的流态及其转换特性; 2.测定临界雷诺数,掌握圆管流态判别准则;3.学习雷诺数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:本实验装置 (见图1)所示:逐渐打开进水阀22、排气阀14,排除管路及整个装置中的空气,使实验时恒压水箱始终保持微溢流状态,以提高实验管进口前水体稳定度。
颜色水(红色)经导入管,注入实验管,调节颜色水阀17,逐渐开启实验管节流阀7或8(待管路内气体排完后,关闭阀14),使颜色水流线形态清晰可见,观察颜色水线的状态变化(稳定直线,稳定略弯曲,直线摆动,直线抖动,断续,完全散开等)。
视辅助水箱内颜色是否变红,加入适量消色剂。
三、实验原理:(本实验中,管内流体为循环水) 圆管中流动的流体雷诺系数:νdRe υ=式中: υ——平均流速 4d V2π=υ, m/s ; d——管道内径,m (本实验管为0.016m );ν——运动粘度 2000221t.00337t .0101775.0++=ν, m 2 / s (注:也可查表); t——水温,0C ;V ——管路流量,m 3/s 。
本实验中的计算,均采用国际单位制。
THXLN-1型 雷诺系数实验装置天煌科技 天煌教仪3图1 THXLN —1型 雷诺系数实验装置漏电保护器电源指示灯供水水箱潜水泵连通阀辅助水箱管路节流阀管路节流阀小转子流量计大转子流量计不锈钢机架消色剂调节阀消色剂储器排气阀实验台面板实验管颜色水调节阀颜色水容器温度计稳水孔板溢流板进水阀恒压水箱四、实验方法与步骤:1.实验中基准水平面的选取与调整用本实验装置做实验时,其基准水平面一律选择为工作台面板的上平面。
雷诺实验指导书
流体力学综合实验流体力学综合实验台为多用途实验装置,其结构示意图如图1所示。
图1 流体力学综合试验台结构示意图1.储水箱2.上、回水管3.电源插座4.恒压水箱5.墨盒6.实验管段组7.支架8.计量水箱9.回水管10.实验桌一、雷诺实验1.实验目的(1)观察流体在管道中的流动状态;(2)测定几种状态下的雷诺数;(3)了解流态与雷诺数的关系。
2.实验装置在流体力学综合实验台中,雷诺实验涉及的部分有高位水箱、雷诺数实验管、阀门、伯努力方程实验管道、颜料水(蓝墨水)盒及其控制阀门、上水阀、出水阀,水泵和计量水箱等,秒表及温度计自备。
3.实验前准备(1)、将实验台的各个阀门置于关闭状态。
开启水泵,全开上水阀门,把水箱注满水,再调节上水阀门,使水箱的水有少量溢流,并保持水位不变。
(2)、用温度计测量水温。
4.实验方法(1)、观察状态打开颜料水控制阀,使颜料水从注入针流出,颜料水和雷诺实验管中的水迅速混合成均匀的淡颜色水,此时雷诺实验管中的流动状态为紊流;随着出水阀门的不断的关小,颜料水与雷诺实验管中的水渗混程度逐渐减弱,直至颜料水与雷诺实验管中形成一条清晰的线流,此时雷诺实验管中的流动为层流。
(2)测定几种状态下的雷诺系数全开出水阀门,然后在逐渐关闭出水阀门,直至能开始保持雷诺实验管内的颜料水流动状态为层流状态。
按照从小流量到大流量的顺序进行实验,在每一个状态下测量体积流量和水温,并求出相应的雷诺数。
实验数据处理举例:设某一工况下具体积流量Q=3.467×10-5m 3/s ,雷诺实验管内径d=0.014m ,实验水温T=5℃,查水的运动粘度与水温曲线,可知微v=1.519×10-6m 2/s 。
流 速 s m F Q V /255.0014.0410467.325=⨯⨯==-π 20756=-图 2 雷诺数与流量的关系曲线根据实验数据和计算结果,可绘制出雷诺数与流量的关系曲线(图2)。
雷诺实验实验报告要求
一、实验目的1. 观察流体在管道中的层流和湍流现象,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. 学习应用量纲分析法进行实验研究的方法,并了解其实用意义。
二、实验原理1. 流体在管道中的流动状态分为层流和湍流两种。
当流体在管道中流动时,若惯性力小于粘滞力,则流体呈层流状态;若惯性力大于粘滞力,则流体呈湍流状态。
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为流体平均流速,d为管道直径,μ为流体动力粘度。
3. 当Re小于临界雷诺数时,流体呈层流状态;当Re大于临界雷诺数时,流体呈湍流状态。
三、实验内容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. 实验步骤:(1)连接实验装置,确保各部件连接牢固;(2)开启实验装置,调整实验流量调节阀,使恒压水箱保持微溢流状态;(3)打开有色水水管,观察有色水在实验管道中的流动状态;(4)调整可控硅无级调速器,改变实验管道中的流速,观察并记录不同流速下有色水的流动状态;(5)计算不同流速下的雷诺数,分析层流和湍流现象;(6)根据实验数据,确定临界雷诺数。
四、实验报告要求1. 实验报告应包括以下内容:(1)实验目的;(2)实验原理;(3)实验装置;(4)实验步骤;(5)实验数据;(6)实验结果分析;(7)结论。
2. 实验报告格式要求:(1)标题:实验名称+实验报告;(2)正文:按照实验报告要求的内容进行编写;(3)图表:实验数据应采用表格形式展示,实验结果分析可采用图表或文字描述;(4)结论:总结实验结果,分析实验现象,得出结论。
3. 实验报告字数要求:1500字左右。
4. 实验报告撰写要求:(1)语言规范,表达准确;(2)条理清晰,逻辑严密;(3)数据准确,分析到位;(4)图表规范,美观大方。
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。
《化工原理实验》教案 雷诺实验
(1)你在本实验中掌握了哪些测试流量的方法?它们各有什么特点?
(2)读转子流量计时应注意什么?为什么?
2、实验操作演示;授课方式:现场操作;
3、学生自己实验;授课方式:现场指导。
重点
实验原理的讲解要结合教材;
学生对实验操作要熟悉,认识转子流量计的构造与原理。
难点
设备结构与实验操作
注意事项
开启、关闭管道上的各阀门时,一定要缓慢开关;实验完毕后关闭出水管阀门和墨水管阀门。
实验报告要求
从小到大调节流量,观察层流、湍流现象,读取转子流量计读数,验证雷诺数的大小是否和实验现象一致;观察层流流动的速度分布。
《化工原理实验》教案
授课内容实验一雷诺Fra bibliotek验授课对象
化学(精细化工)、制药工程专业
学时安排
3学时
目的要求
1、了解管内流体质点的运动方式,认识不同流动形态的特点,掌握判别流型的准则;
2、观察圆管内流体作层流、湍流的流动形态;
3、观察流体层流流动的速度分布。
授课内容及方式
1、讲解实验原理;授课方式:利用多媒体教学;
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。
流体力学实验指导书
实验一 雷诺实验一、实验目的1、增加对两种流态的感性认识.2、掌握测雷诺数的方法.二、实验原理实际流体在同一边界条件下流动时,由于速度不同,产生不同的流动形态-层流和紊流 当流速较小时,液体质点做有条不紊的线状运动,彼此互不混杂,称这种流动状态为层流. 当流速增加到某一定数值后,液体质点在沿管轴方向运动过程中,互相混掺,呈杂乱无章的运动称此流为紊流.运动的流体,受惯性力和粘滞力的作用,当惯性力占主导地位时,一般为紊流.当粘滞力占主导地位时,一般呈现层流.不同的流动类型,具有不同的阻力规律.在层流时水头损失∆P /γ与平均流速V 成正比,而在紊流时∆P /γ则于V n 成正比例,其中指数值n 在.1.75~2.0之间. 判别液体流动型态的准则是被称之为雷诺数的无因次数R еν/Re Vd =式中:Re ――雷诺数(无因次数) V ――液体断面平均速度(m /s ) d --管径 (m)ν――液体的运动粘度系数(㎡/s )当ν/Re Vd =≤2000时为层流, Re >2000为紊流。
由于ρμν/= 所以 μρ/Re Vd =.μ――液体的动力粘度系数,单位是Pa.•s,即(N•s /㎡)三、实验设备1、雷诺实验装置1套;2、量筒1个;3、温度计1支;4、秒表1块.四、实验步骤1、试验前的准备工作关闭泄水阀门D,打开进水阀C,并调节到整个试验过程中都有溢流水从溢流板溢流而过,以保证水箱中有稳定的水头.2、试验前的观察将阀门A微微开启,同时微开阀门B,使颜色水与清水同时从玻璃管中流过,调节到颜色水呈一条细线.此时即为层流状态,然后再将阀门A逐渐开大,直至颜色水纹线破碎,并将清水完全掺混,此时为紊流状态.3、由层流到紊流的测试<1>调节阀门A,使流动成为层流状态.注意颜色水纹线应达到清晰稳定.<2>逐渐地缓缓开启阀门A.同时注意玻璃管中段颜色水纹线的变化.当颜色水纹线开始破碎,分散成许多细线(偶尔出现集中的颜色水线)时,即表示已达到紊流状态,即上临界状态,此时立即停止开启阀门A的工作.<3>待水流稳定后,则可用量筒和秒表,应用体积法测定管内流量Q.<4>测定水的温度,以便查表确定水的运动粘性系数ν值.<5>将(2)至(4)步重复做三次4、由紊流到层流的测试<1>先将管中水流调节到紊流状态.<2>逐渐地缓缓关闭阀门A,同时注意玻璃管中段水流状态的变化,当开始出现一条颜色线时,即表示已达到层流状态或者说已达到了下临界状态,立即关掉阀门A的工作,并观察颜色水线是否连续稳定.<3>待颜色水纹线连续而稳定后,仍用体积法测算管中的流量Q.<4>测定水温.<5>将(2)至(4)步重复做三次五、实验注意事项1、调节阀门A时必须缓慢进行,并且在调节过程中阀门只允许往一个方向进行,中间不可逆转.2、为了避免玻璃管出口和入口对水流状态的影响,观察应以中段为准.3、在整个试验过程中要特别注意保持安静,以防环境对试验的干扰.六、实验报告1、对所测数据进行处理,求上临界雷诺数与下临界雷诺数所测数据如下:数据处理:分析误差产生原因:七、实验体会实验二 局部阻力损失测试实验一、实验目的1、 测定管路突然扩大局部阻力系数值,并与理论公式ξ=(D 2/d 2-1)2的计算值比较2、 通过本实验掌握一般局部阻力系数的测定。
实验一 雷诺演示实验指导书(含演示操作)
流体流型演示实验一、实验目的1、观察流体在管内流动的不同流型。
2、测定下临界雷诺数Re c 。
二、基本原理流体流动有三种不同型态,即层流(或称滞流,Laminar flow )、过渡流(Transitional flow )和湍流(或称紊流,Turbulent flow )。
这一现象最早是由雷诺(Reynolds )于1883年发现的。
流体作层流流动时,流体质点作平行于管轴的直线运动,且在径向无脉动;流体作湍流流动时,流体质点除沿管轴方向作向前运动外,还在径向作脉动,从而在宏观上显示出紊乱地向各个方向作不规则的运动;过渡流是介于上述两者之间的一种不稳定流动型态。
流体流动型态可用雷诺准数(Re )来定量判断。
雷诺准数是一个由各影响变量组合而成的无因次数群(因次分析法获得),故其值不会因采用不同的单位制而不同。
但应当注意,数群中各物理量必须采用同一单位制。
若流体在圆管内流动,则雷诺准数可用下式表示:μρdu =Re (1)式中:Re —雷诺准数,无因次;d —管子内径,m ; u —流体在管内的平均流速,m /s ;ρ—流体密度,kg /m 3;μ—流体粘度,Pa ·s 。
流体流动形态转变时的雷诺数称为临界雷诺数。
工程上一般认为,流体在直圆管内流动时,当Re ≤2000(下临界雷诺数,用Re c 表示)时为层流;当Re>4000(上临界雷诺数)时为湍流;当Re 在2000至4000范围内,流动处于过渡流状态,可能是层流,也可能是湍流,或者是二者交替出现,要视外界情况而定,一般称这一雷诺数范围为过渡区。
式(1)表明,对于一定温度的流体,在特定的圆管内流动,雷诺准数仅与流体流速有关。
本实验即是通过改变流体在管内的速度,观察在不同雷诺准数下流体的流动型态。
三、实验装置及流程实验装置如图1所示。
主要由玻璃实验导管、流量计、流量调节阀、低位水槽、循环水泵、稳压溢流水槽等部分组成,演示主管路为220⨯φmm 硬质玻璃。
雷诺实验指导
实验一 雷诺实验一、实验目的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。
分析圆管流态转化的规律,加深对雷诺数的理解。
2、测定管中的不同状态下的雷诺数及沿程水头损失。
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。
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。
二、实验原理1、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。
液体运动的层流和紊流两种型态,首先由英国物理学家雷诺进行了定性与定量的证实,并根据研究结果,提出液流型态可用下列无量纲数来判断:Re=Vd/νRe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。
2、在如图所示的实验设备图中,取1-1,1-2两断面,由恒定总流的能量方程知:f 2222221111h g2V a p z g 2V a p z ++γ+=+γ+因为管径不变V 1=V 2 ∴=γ+-γ+=)pz ()p z (h 2211f △h 所以,压差计两测压管水面高差△h 即为1-1和1-2两断面间的沿程水头损失,用重量法或体积法测出流量,并由实测的流量值求得断面平均流速AQV =,作为lgh f 和lgv 关系曲线,如下图所示,曲线上EC 段和BD 段均可用直线关系式表示,由斜截式方程得:lgh f =lgk+mlgv lgh f =lgkv m h f =kv m m 为直线的斜率式中:12ff v lg v lgh lg h lg tg m 12--=θ=实验结果表明EC=1,θ=45°,说明沿程水头损失与流速的一次方成正比例关系,为层流区。
化工基础CEA—F01型 雷诺实验仪实验指导书91905
化学工程实验仪器系列产品CEA—F01型雷诺实验仪实验指导书流体流动形态及临界雷诺数的测定一、实验目的本实验的目的,是通过雷诺试验装置,观察流体流动过程的不同流型及其转变过程,测定流型转变时的临界雷诺数。
二、实验原理研究流体流动的型态,对于化学工程的理论和工程实践都具有决定性的意义。
1883年雷诺(Reynolds)首先在实验装置中观察到实际流体的流动存在两种不同型态—层流和湍流,以及两种不同型态的转变过程。
经许多研究者实验证明:流体流动存在两种截然不同的型态,主要决定因素为流体的密度和粘度、流体流动的速度,以及设备的几何尺寸(在圆形导管中为导管直径)。
将这些因素整理归纳为一个无因次数群,称该无因次数群为雷诺准数(或雷诺数),即μρud =Re (1)式中 d ——导管直径,m ;ρ——流体密度,kg ·m 3-; μ——流体粘度,Pa ·s ; u ——流体流速,m ·s 1-;大量实验测得:当雷诺准数小于某一下临界值时,流体流动型态为层流;当雷诺数大于某一上临界值时,流体流型恒为湍流。
在上临界值与下临界值之间,则为不稳定的过渡区域。
对于圆形导管,下临界雷诺数为2000左右,上临界雷诺数为10000。
一般情况下,上临界雷诺数为4000时,即可形成湍流。
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型的转变,在一定程度上受一些不稳定的其他因素的影响。
μ受到温度的影响,μ=μ0/(1+0.0337+0.00022t 2)μ0=1.788*10-3pa.s 三、实验装置雷诺试验装置主要由稳压溢流水槽、试验导管和转子流量计等部分组成,如图1所示。
自来水不断注入稳压溢流水槽。
稳压溢流水槽的水流经试验导管和流量计,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。
图1雷诺实验装置及流程1. 示踪剂瓶;2. 稳压溢流水槽;3. 试验导管;4. 转子流量计;V01. 示踪剂调节阀;V02. 上水调节阀;V03. 水流量调节阀;V04,V05-泄水阀;V06-放风阀。
流体力学雷诺数实验
量测实验八 雷诺实验(一)目的要求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损失规律的认识。
(二)仪器设备设备如图II-8-1所示。
另备打气筒一个、量筒一个、秒表一只、温度计一只。
图II-8-1 雷诺实验仪(局部) (三)实验原理1、列量测段1-1与2-2断面的能量方程:2211122212(12)22w p V p V z z h ggααγγ-++=+++由于是等直径管道恒定均匀流,所以12V V =,21αα=,)21()21(--=f w h h ,即沿程水头损失等于量测段的测压管水头差:)()(2211γγp z p z h f +-+=将断面1-1与断面2-2的测压管接至斜比压计上,其倾斜角为α,令斜比压计测压管液面高程的读数为21∇∇及,则αsin )(21∇-∇=f h由于量测段长度为L ,则水力坡度Lh 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 时段内盛水的体积W 。
则流量TWQ =,相应的断面平均流速QV A=,其中A 为管道过水断面面积。
3、量测水温,查相关曲线得运动粘性系数υ或用下式计算:2000221.00337.0101775.0tt ++=υ(cm 2/s ) 式中 t 为水温;单位:℃4、根据已知的管径d 和实测得到的断面平均流速V 以及水的运动粘滞性系数υ则可得到相应于不同流速时的雷诺数:Re Vdυ=(四)方法步骤1、启动水泵,向高位水箱充水,并使高位水箱稍有溢水。
再全开管道上的尾阀,以冲洗管道。
2、关闭尾阀,松开比压计上端三通管止水夹进行排气。
待管道和测压管内的气体排净后,用打气筒经三通管端头向比压计注入压缩空气,使两测管水面降至测压管中部便于测读处,再将止水夹夹紧三通管顶端,以防止压缩气体外泄。
拔去打气筒,检查两测管中水面是否齐平;若不平,则应进行调整或重新排气。
3、从紊流做到层流。
雷诺实验指导书(根据2017设备修订)
实验报告要求: 1)实验目的、实验内容、实验原理、实验装置、实验步骤、实验数据、实验分析与讨论。
缺一不可。
2)实验装置用铅笔作图,只画出雷诺的循环回路图即可,但要标明里面各个部件的名称。
3)不合格打回重写。
必须写在专用的实验报告纸上。
雷诺实验一、实验目的:1.观察圆管内层流、紊流两种流动状态及其转换的现象。
2.测定不同流动型态对应的雷诺数,掌握圆管流态判别准则。
二、实验内容:通过控制水的流量,观察管内红线的流动形态来理解流体质点的流动状态,并分别记录不同流动形态下的流体流量值,计算出相应的雷诺准数。
三、实验原理:流体在圆管内的流型可分为层流、过渡流、湍流三种状态,可根据雷诺数来予以判断。
本实验通过测定不同流型状态下的雷诺数值来验证该理论的正确性。
雷诺准数: iii i i d u μρ=Re式中:d--管径,m ; u —流体的流速,m/s;i μ--流体的粘度,N ·s/m 2 i ρ--流体的密度,kg/m 3 四、实验装置的基本情况: 1.实验设备流程示意图见图-1:V101:低位水箱;V102:计量水箱;V103:高位水箱;V104:红墨水瓶;P101:离心泵;FI101:涡轮流量计;FE102:文丘里流量计;FE103:孔板流量计;图-1 雷诺实验装置流程图雷诺实验液流:循环水自低位水箱V101由离心泵P101流经高位水箱V103、雷诺透明管段、计量水箱V102后回到低位水箱V101。
2.实验装置主要技术参数:实验管道有效长度 L=1000 mm 外径Do=30 mm 内径Di=24mm五、实验操作步骤:1. 实验前准备工作①向棕色瓶中加入适量用水稀释过的红墨水,调节红墨水充满小进样管。
②观察细管位置是否处于管道中心线上,适当调整使细管位置处于观察管道的中心线上。
③关闭水箱下方的排水管,水流量调节阀、排气阀,打开上水阀、排水阀,向高位水箱注水,使水充满水箱并产生溢流,•保持一定溢流量。
雷诺实验(教案)
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感性认识。
2、滞流时导管中的流速分布。
二、实验原理雷诺揭示了重要的流体流动机理,即根据流速的大小,流体有滞流(层流)和湍流(紊流)两种不同的形态。
滞流时,流体流速较小,流体质点只沿流动方向作一维的运动,各质点运动互相平行,不同流体层间的质点彼此不发生穿插混合。
湍流时,流体质点向各个方向作不规则运动,但流体主体仍向某一规定方向流动。
判定流体类型的准数称为雷诺准数,以Re 表示。
圆直管中,Re <2000时属于层流;Re >4000时则属于湍流。
Re 在2000至4000之间时,流动处于一种过渡状态,可能为层流,也可能为湍流,或是二者交替出现,为外界条件所左右。
一般情况下把滞流变为湍流的临界情况的Re 称为上临界Re 数。
而把由湍流变为滞流的临界情况的Re 称为下临界Re 数。
二者一般是不相等的。
Re 以下式表示:μρdu =Re 。
因为流体的粘度和密度与流体的温度有关,所以在测定Re 数的过程中,还必须知道流体的温度,流体在管道内流动,若已知d 、ρ、μ,则测定出由滞流变为湍流时的临界速度即可计算出临界雷诺数Re 的值。
实验观察过程中,影响流动状态的因素很多,入口条件、有无振动现象、流量计调节速度快慢等都会对流体流动造成影响。
流体进入圆管,以均匀一致的速度u 流动,由于流体粘性的影响,相邻的流体层间产生摩擦力,使流体流动速度发生变化,在垂直流体流动方向产生速度梯度du/dy ,从而形成速度分布。
层流时速度分布为抛物线,湍流时则为指数曲线(顶部较平坦)。
实验时,通过红墨水示踪,即可观察到不同的流动型态。
三、实验装置实验时水由高位水箱进入实验玻璃管,水量由阀控制,箱内设有进水稳流装置及溢流装置,以维持液面平稳恒定,多余的水由溢流管排出,以保证C阀开度不变时通过实验管的水流量不变,即稳定流动。
四、实验步骤1、通过进水管将水不断注入水箱,由溢流口将过多的水流出,保持水位恒定。
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实验类型: 验证
实验学时:2
实验要求:必修
一、实验目的要求
1、观察层流、紊流的流态及其转换特征; 2、测定下临界雷诺数,掌握园管流态判别准则;
二、实验装置
本实验的装置如图 3.1 所示。
图 3.1 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。 .
五、实验报告
1、记录、计算有关常数:
管径 d = 1.37 cm, 水温 t =
℃
运动粘度 υ =
0.01775
=
1 + 0.0337t + 0.00022t 2
cm2/s
计算常数 K = 4 = πdυ
2、整理、记录计算表。 表 3.1
s/cm3
项目
时间 t(s)
v 水体积 (cm3)
流量
Q = v/t
纲数——雷诺准则或雷诺数:
ρvd vd
4Q
4
Re =
µ
=
υ
( Re
= πdυ
= KQ , K
=) πdυ
不论什么性质的流体(ρ,µ),也不论在尺寸(d)多大的管道中以多高的平均流速(v)
流动,凡雷诺数 Re < 2320 的流动就是层流;当 Re > 2320 的流动就属于紊流。 当实验设备未受任何干扰,而不引起水箱内液体微小扰动时,由层流向紊流过渡时,
可能在很大的雷诺数下流动才变为紊流,这时的雷诺数称为上 临 界 雷 诺 数 Recr,上临。反之 紊流变成层流时的雷诺数称为下临界雷诺数 Recr,下临。
四、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,(整个实验过程水箱始终处于溢流状态)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,等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,用时间体积法测定流量; (3)根据所测流量计算下临界雷诺数,并与公认值(2000 或 2320)比较,偏离过大, 需重测; (4)同时用水箱中的温度计测记水温,从而求得水的运动粘度。
供水流量由无极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,可根据有色水散开与否判别流态,为防止循环水污染,有色指示水 采用自行消色的专用色水。
三、实验原理
雷诺形象化揭示了两种不同的流态,而且通过大量实验,建立了一个判别流态的无量
雷诺数
4Q Re = πdυ = KQ
测
பைடு நூலகம்
定
下
临
界
Re下临 =
雷
诺
数
六、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,须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 R ec 与公认值偏离多少? 3、雷诺实验得出的园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?
注意: a、每调节阀门一次,均需等待稳定 3 到 5 分钟; b、关小阀门过程中,只许减小,不许开大; c、随出水流量减小,应适当调小开关(右旋),以减小溢流引发的扰动。 4、观察上临界状态。 逐渐开启调节阀,使管中水流由层流过渡到紊流,当有色水线 条刚开始波动变弯时, 即为上临界状态(只观察不测量数据)。