雷诺演示实验(教案)
雷诺实验
雷诺实验一．实验目的1、通过墨水的运动轨迹来观察流体在管内流动的三种不同流动形态及其速度分布表现。
2、巩固和深化对流体流动状态的认识。
二．基本原理流体流动分为层流、过渡流和湍流三种类型。
本实验中，当玻璃管内水流速度较慢时，墨水在管内将沿着轴线方向成直线流动，这表明管内流体质点是作直线运动的，与其周围的流体间无宏观的混合即分层流动，这种流动形态称为层流或滞流。
当流速逐步增大时，将发现墨水线条开始波动，此时即过度流开始。
当水流速度增大到一定值后，波动的墨水线条开始断裂成一段段，再增大流速，墨水则很快与水流主体相混在一起，说明此时管的流动紊乱，水的质点不仅沿着管轴线方向流动，而且有径向的无规则脉动，此即湍流。
雷诺数的数值可以判别流体的流动型态，当今比较公认的数值范围是：为层流；为湍流，2000<Re<4000为过渡流。
由于实验设备的精确程度不一，实验环境的干扰不一，不同实验设备所做出的数据相差甚大，但每套设备都有一定的指标——判断流体类型的Re值范围。
三．实验装置—八八三年雷诺进行了有关的实验，其实验装置如图2-1所示。
自来水由调节阀A进入高位槽5中，稳流器2用来消除进水带来的干扰，高位槽的水位由溢流装置3来保持恒定。
在水槽下接一已知内径的垂直玻璃管9，用阀C来调节水量。
流过垂直玻璃管的水经转子流量计8计量后，排入计量筒6，然后排入下水道。
在水槽上部放一个墨水瓶1，在垂直玻璃管入口处（即喇叭口处）插入一根与墨水瓶相通的注入针，墨水的流量可由阀B调节。
图2-1 雷诺实验装置流程图1—高位墨水瓶；2—进水稳流装置；3—溢流箱；4—溢流管；5—高位水槽；6—量筒；7—排水管； 8—转子流量计；9—玻璃管；10—活动短导管四．实验步骤1、演示实验，观察三种现象：1.层流、湍流：打开进水阀，使高位水槽充水，并保持有少量水溢流。
演示时，打开水量调节阀C及墨水调节阀B, 然后调节阀C 的流量大小，即可观察到不同流量下玻璃管内流体的流动形态。
雷诺演示实验
雷诺演示实验一、实验目的1 观察流体流动时的不同流动型态2 观察层流状态下管路中流体的速度分布状态3 熟悉雷诺准数（Re ）的测定与计算4 测定流动型态与雷诺数（Re ）之间的关系及临界雷诺数二、实验原理流体在流动过程中由三种不同的流动型态，即层流、过渡流和湍流。
主要取决于流体流动时雷诺数Re 的大小，当Re 大于4000时为湍流，小于 2000 时为层流，介于两者之间为过渡流。
影响流体流动型态的因素，不仅与流体流速、密度、粘度有关，也与管道直径和管型有关，其定义式如下：μρdu R =式中： d 管子的直径 m u 流体的速度 m/s ρ 流体的密度 kg/m 3 μ 流体的粘度 Pa · s三、实验装置雷诺演示实验装置如图1.1所示，其中管道直径为20 mm 。
图1.1 雷诺演示实验装置图1—有机玻璃水槽；2 —玻璃观察管；3 —指试液；4，5 —阀门；6 —转子流量计四、实验步骤1 了解实验装置的各个部件名称及作用，并检查是否正常。
2 打开排空阀排气，待有机玻璃水槽溢流口有水溢出后开排水阀调节红色指示液，消去原有的残余色。
3 打开流量计阀门接近最大，排气后再关闭。
4 打开红色指示液的针形阀，并调节流量（由小到大），观察指示液流动形状，并记录指示液成稳定直线，开始波动，与水全部混合时流量计的读数。
5 重复上述实验3～5次，计算Re临界平均值。
6 关闭阀1、11，使观察玻璃管6内的水停止流动。
再开阀1，让指示液流出1～2 cm 后关闭1，再慢慢打开阀9，使管内流体作层流流动，观察此时速度分布曲线呈抛物线形状。
7 关闭阀1、进水阀，打开全开阀9排尽存水，并清理实验现场。
五、数据处理及结果分析1 实验原始数据记录见下表：序号 1 2 3 4 5 6q（l/h）U(m/s)Re2 利用Re的定义式计算不同流动型态时的临界值，并与理论临界值比较，分析误差原因。
六、思考题1雷诺数的物理意义是什么？2 有人说可以只用流体的流速来判断管中流体的流动型态，当流速低于某一数值时是层流，否则是湍流，你认为这种看法对否？在什么条件下可以只用流速来判断流体的流动型态？。
雷诺实验(2014)
雷诺实验一、实验目的1、观察流体在不同流态（层流和紊流）时流体质点的运动规律；2、观察流体由层流变紊流、紊流变层流时的水力特征；3、测定下临界雷诺数，掌握圆管流态的判别准则；4、学习应用无量纲参数进行实验研究的方法，了解其实用意义。
二、实验要求1、观察层流和紊流两种流态；2、测量、记录实验数据，计算下临界雷诺数。
三、 实验原理流体流动存在两种不同状态：即层流和紊流，其阻力性质也不相同。
本实验采用如图1所示的自循环雷诺实验装置。
在实验过程中，保持水箱4中的水位恒定，即总水头不变。
当出水调节阀9开度较小时，开启有色水管5的阀门，则有色水与自来水同步在管路中沿轴线方向流动，有色水呈一条水平直线，其流体质点没有垂直于主流方向上的横向运动，即有色水流束没有与周围液体掺混，此时流动处于层流状态。
当出水调节阀9逐渐开大时，管路中的有色水流束开始振荡，不再与管道轴线平行，此时流动呈过渡状态。
当出水调节阀9开度继续增大，则有色水流束开始破裂，呈现不规则的状态，并发生横向掺混，遍及整个管道，即有色水在流动过程中完全扩散，已完全分不清有色水流束了，此时流动呈紊流状态。
流体的运动状态可根据有色水散开与否作定性判别，而定量判别可依据雷诺数Re 的大小来判定。
经典雷诺实验得到的下临界值为2320，工业上可依据雷诺数是否大于2000来判定流动是否处于紊流状态。
雷诺数Re 定义式可作如下变化，即4VV q d d Re Kq v dv ρυυμπ====式中 K ——常数，4K dvπ=； ρ——液体密度，kg/m 3；υ——液体在管道中的平均流速，m/s ；d ——管道内径，m ； μ——液体的动力黏度，Pa ⋅s ；v——液体的运动黏度，m2/s；q——体积流量，m3/s。
V四、实验所需仪器、设备、材料（试剂）1．实验装置简图实验装置及各部分名称如图1所示。
图1 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10. 稳压筒11.传感器12. 智能化数显流量仪2. 装置说明与操作方法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。
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。
雷诺演示实验实验报告
雷诺演示实验实验报告实验报告：雷诺演示实验一、实验目的：1. 通过雷诺演示实验了解流体的层流和湍流的特性。
2. 观察不同雷诺数下流体流动的形态和性质。
3. 探究不同因素对流动状态的影响。
二、实验原理：雷诺数（Reynolds number）是描述流体流动的重要无量纲参数，定义为流体的惯性力与粘性力的比值。
雷诺数越大，流体就越容易产生湍流；雷诺数越小，流体流动更趋向于层流。
三、实验仪器和材料：1. 雷诺演示实验装置：包括流量调节阀、流量计、直管道、水槽等。
2. 水。
四、实验步骤：1. 打开水龙头，调节流量调节阀使水流经过流量计流入直管道。
2. 观察水流的形态和性质，记录水流的雷诺数。
3. 逐渐调节水流量，重复步骤2，记录不同流量下的雷诺数。
4. 改变直管道的直径，重复步骤2和3，记录不同直径下的雷诺数。
五、实验结果分析：在实验过程中，观察到不同雷诺数下流体的流动形态发生了变化。
当雷诺数较小时，流体流动趋向于层流，流线整齐、平行；当雷诺数增大时，流体流动趋向于湍流，出现涡流、乱流等现象。
实验中发现，当流量增加时，雷诺数也随之增加，流动状态从层流逐渐过渡到湍流。
这表明流体流动趋向于湍流与流量大小有关，流量增加会增大流体的惯性力，促使流体产生湍流。
另外，实验还发现，当直管道的直径减小时，雷诺数也随之减小，流动状态从湍流逐渐过渡到层流。
这说明直管道内部流体的速度变化较小，层流较为稳定。
通过实验结果分析，我们可以得出结论：1. 流体的流动趋向于湍流与流量的大小有关，流量增加会增大流体的惯性力，促使流体产生湍流。
2. 流体的流动趋向于层流与直管道内部的速度变化有关，直管道内部速度变化较小时，层流较为稳定。
六、实验总结：通过本次雷诺演示实验，我们深入了解到了流体的层流和湍流的特性以及雷诺数的概念和意义。
实验结果表明，雷诺数是描述流体流动状态的重要参数，在不同流量和直径条件下，流体流动的性质和形态会发生明显的变化。
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。
1. 雷诺实验-学生版本
1雷诺实验1.1 实验目的（1）了解管内流体质点的运动方式，了解流体在不同流动形态时的特点。
（2）观察圆直管内流体作层流、过渡流、湍流时的流动形态，测定临界雷诺数。
（3）观察流体流动的速度分布，测定出不同流动型态对应的雷诺数。
1.2 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。
1.3 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。
流体流动的速度u、流体的粘度μ、流体的密度ρ以及流体流经的管道直径d直接影响着流体的流动形态。
这四个因素可以用雷诺数表示为：雷诺准数：Re =（1-1）式中：d ——管径，m；u——流体的流速，m/s；μ ——流体的粘度，Ns/m2；ρ——流体的密度，kg/m3。
当Re ≤ 2000时，流体质点运动非常有规律，为直线运动并且相互平行，此时流体为层流流动。
层流流动时，管截面上速度分布呈现抛物线分布。
当Re ≥ 4000时，流体质点除了沿水流方向流动外，其他方向也会出现不规则的脉动现象，此时流体为湍流流动。
当2000 ≤ Re ≤ 4000 时，流体的流动形态处于层流和湍流中间的过渡状态，成为过渡流。
1.4 实验装置的基本情况1. 实验设备流程示意图见图-1：图-1 雷诺实验装置流程图1-下口瓶；2-调节夹；3-进水阀；4-高位槽；5-测试管；6-排气阀；7-温度计；8-溢流口；9-调节阀；10-转子流量计；11-排水阀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＝25mm。
1.5 实验操作步骤1. 实验前准备工作（1）向广口试剂瓶中加入适量用蒸馏水稀释过的红墨水，调节红墨水，使其充满软胶管。
（2）实验前应仔细调整示踪剂注入管的位置，使其位置处于实验管道的中心线上。
（3）关闭水流量调节阀、排气阀，打开进水阀、排水阀，向高位水箱注水，使水充满水箱并产生溢流。
雷诺实验
雷诺实验（新）一、目的与任务1、观察层流、紊流流态及其转换特征。
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钢参数进行实验研究的方法，并了解其实用意义。
4、本实验配备多媒体实验课件，可进行模拟实验演示、模拟测试、问题讨论等。
二、内容、要求与安排方式1、实验内容与要求：演示雷诺实验全过程，测定临界雷诺数。
2、实验安排方式：观看CAI电化教学片；观看实验演示；测读数据。
三、实验步骤、1、检查有色水箱5中特制颜色水水位，如水量不足应予补充。
2、开启供水电源开关并调整无级调速器达适当流量。
刚旋开开关时流量最大，顺时针逐渐减小。
（注意：调速器不能长时停留在最大流量位置，这样易损坏可控硅器件）3、调节颜色水软管上的水止，使颜色水流束适宜。
4、慢慢调节实验流量调节阀9，使实验管道重复产生层、紊流态，并认真观察过度过程，5、实验结束前关紧颜色水软管上的水止，然后关闭电源开关。
6、如需测试临界雷诺数，可用尾部重量法测流装置依次测定流量。
四、设备1、雷诺实验仪1套；多媒体计算机及CAI电化教学片软件一套。
2、消耗性器材：蒸馏水、特制颜色水、量筒、可控硅调速器及零件等。
五、实验装置、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。
七、实验报告要求、1、根据实测记录，计算临界雷诺数。
2、试说明对本实验的认识及对实验现象的理解。
量测实验十二圆柱表面压强分布的测量一实验目的：1．熟悉多管压差计测量圆柱体压强分布的方法；2．了解利用压力传感器、数据采集系统测量绕流圆柱表面压强分布的方法；3 绘制压强分布图，并计算图柱体的阻力系数。
二实验装置：1. 小型风洞或气动台；2. 多管压差计；3. 压力传感器，数据采集模块及其系统。
三实验原理：1. 小型风洞或气动台经风机产生的气流经过稳压箱，收缩段，进入实验段。
圆柱体安装在实验段的中部。
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。
《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；
雷诺演示实验实验报告
一、实验目的1. 了解雷诺数的基本概念及其在流体力学中的应用。
2. 观察流体在不同雷诺数下的流动特性，包括层流和湍流。
3. 掌握通过改变雷诺数来控制流体流动状态的方法。
4. 学习实验数据处理和分析方法。
二、实验原理雷诺数（Re）是描述流体流动状态的无量纲参数，由以下公式计算：Re = ρvd/μ其中，ρ为流体密度，v为流体速度，d为特征长度（如管道直径），μ为流体的动力粘度。
根据雷诺数的大小，流体流动可分为层流和湍流两种状态。
当雷诺数较小时，流体流动呈现层流状态；当雷诺数较大时，流体流动呈现湍流状态。
三、实验装置与仪器1. 实验装置：雷诺演示实验装置，包括实验管道、水泵、流量计、阀门等。
2. 仪器：温度计、秒表、直尺、量筒等。
四、实验步骤1. 调整实验装置，连接好实验管道、水泵、流量计等。
2. 将实验管道充满清水，关闭阀门，使系统稳定。
3. 通过调节水泵的转速，改变流体速度，记录不同速度下的流量。
4. 测量实验管道的特征长度，计算不同速度下的雷诺数。
5. 观察流体在不同雷诺数下的流动状态，记录层流和湍流的转变过程。
6. 对实验数据进行处理和分析，绘制雷诺数与流速、流量等参数的关系曲线。
五、实验结果与分析1. 实验数据根据实验数据，绘制了雷诺数与流速、流量等参数的关系曲线，如下：（此处插入实验数据关系曲线图）2. 分析（1）层流状态：当雷诺数较小时，流体流动呈现层流状态。
此时，流体在管道内呈平行层状流动，流速分布均匀，流动稳定。
（2）湍流状态：当雷诺数较大时，流体流动呈现湍流状态。
此时，流体在管道内呈现涡旋、湍流等现象，流速分布不均匀，流动不稳定。
（3）层流与湍流的转变：当雷诺数达到一定值时，流体流动状态会发生转变。
这个转变值称为临界雷诺数。
在本实验中，临界雷诺数约为2100。
（4）雷诺数与流速、流量等参数的关系：从实验数据关系曲线可以看出，随着流速的增加，雷诺数也随之增加。
当流速超过临界雷诺数时，流体流动状态由层流转变为湍流。
最新1雷诺实验教学讲义PPT课件
难点2 音调、响度与音色 的区别
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C
A改变的是响度；B是指音调；D是指响度小。
难点2 音调、响度与音色 的区别
音色
音调
难点3 乐音与噪声的辨别
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C
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Thank You !
图1
4、实验方法：
• 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 （红墨水）加入贮瓶内备用，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。
• 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， 以保证试验时进口前水体稳定度。
噪声的控制
与声的利用知道防 知道防止噪声的三种 止噪声的三种途径。途径，并能加以应用。
1
声音的产生与传播
2
声音的特性
3 噪声的控制与声的利用
一、声音的产生与传播
1．声音是由物体___振__动_____产生的。 2．声音靠___介__质_____（包括一切固体、液体和气体）
传播，___真__空_____不能传声。 声音以____波______的形式传播，称为___声__波_____。 3．声速的大小与介质的____种__类____和___温__度_____有 关，一般情况下：v固__＞__v液_＞___v气。 声音在15℃空气中的传播速度为___3_4_0_m_/_s__。
5、实验结果整理
• (1)实验设备基本参数 试验导管内径d= mm
• (2)实验数据记录及整理
知识要点
中考要求
实现指标
知道声音是由物体振
演示实验二 雷诺实验
演示实验二雷诺实验一、实验目的1、建立对层流（湍流）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、基本原理流体的流动类型与雷诺数的关系。
雷诺（Reynolds）用实验方法研究流体流动时，发现影响流动类型的因素除流速外，还有管径（或当量管径）d，流体的密度ρ及粘度μ，由此四个物理量组成的无因次数群Re的值是判定流体流动类型的一个标准。
Re<2000~2300时为层流，Re>4000时为湍流，2000<Re<4000时为过渡区，在此区间流型可能表现为层流，也可能表现为湍流。
从雷诺数的定义式Re = d uρ/µ来看对同一个仪器d为定值，故u仅为流量的函数。
对于流体水来说,ρ、μ几乎仅为温度的函数。
因此确定了温度及流量，即可求出雷诺数。
注意：雷诺实验要求减少外界干扰，严格要求时应在有避免震动设施的房间内进行。
如果条件不具备，演示实验也可以在一般房间内进行。
因为外界干扰及管子粗细不均匀等原因，层流的雷诺数上界达不到2300，只能达到1600左右。
层流时红墨水成一线流下，不与水相混。
湍流时红墨水与水混旋，分不出界限。
三、实验装置及仪器实验设备见图1：液面保持一定高度的水箱与玻璃测试管相连，水箱上放有颜色水瓶，用出口阀调节流量，用孔板流量计测定流量。
实验管道有效长度: L＝600 mm外径: D o＝30 mm内径: D i＝23.5mm孔板流量计孔板内径: d o＝9.0 mm四、实验步骤1. 实验前的准备工作(1) 必要时调整红水细管4的位置,使它处于实验管道6的中心线上。
(2) 向红水储瓶 2 中加入适量的用水稀释过的红墨水。
(3) 关闭流量调节阀7,打开进水阀3,使自来水充满水槽,•并使其有一定的溢流量。
(4) 轻轻打开阀门7,让流体水缓慢流过实验管道。
使红水全部充满细管道中。
2. 雷诺实验的过程(1) 同上面的三.1.(3)。
雷诺演示实验(教案)
三、雷诺演示实验
a.讲解雷诺演示实验的装置；
b.按雷诺演示实验方案一边讲解，一边演示实验，强调关键步骤和注意事项。
教学过程
四、学生分组进行实验
将学生分为10人一组，3位同学每人一个秒表进行计时，1位同学测量温度值，1位同学测量计量水箱体积，1位同学保证水箱始终处在溢流状态，1位同学负责调节控制流刑，1位同学负责协助观察流刑，1位同学进行数据记录，1位同学负责协调合作。实验过程中进行角色互换。
五、设置讨论
六、总结点评各组实验的效果
教学过程
一、导入：
在实际化工生产中，许多过程都涉及到流体流动的内部细节，尤其是流体的流动现象。故而了解流体的流动形态极其重要。1883年，物理学家雷诺先生最先在实验装置中发现层流和湍流两种形态，两种流型间有临界点，结合雷诺准数Re加以区别上下临界点。根据本实验装置便于观察，结构简单的特点，可使同学们对管路中流体流动形态有更好的认识。
五、设置讨论
a、液体流态与哪些因素有关?为什么外界干扰会影响液体流态的变化?
b、雷诺数的物理意义是什么？为什么雷诺数可以用来判别流态？
c．临界雷诺数与哪些因素关？为什么上临界雷诺数和下临雷诺数不一样？
d．为什么要保持微量溢流？
e．是否可以用流速直接判断管路中的流体形态，如果可以，有何条件？
f．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湍流的判据？本实验中如在相同条件下（环境、温度、仪器设备等）测出下临界雷诺数与所测上临界雷诺数有何异同？为什么？试计算雷诺数与教材雷诺准数分析比较，解析原因。
了解管路中流体的速度分布和正确判断流态
教学难点
《化工原理实验》教案雷诺实验
《化工原理实验》教案雷诺实验化工原理实验之雷诺实验教案一．实验目的：1．了解雷诺实验的基本原理和实验装置。
2．通过实验，掌握雷诺数的计算方法及其在流体力学中的应用。
3．熟悉流体力学的基本概念和测量方法。
二.实验原理：雷诺实验是利用雷诺数来研究流动性质的实验方法。
雷诺数是流体力学中最基本的无因次数之一，它描述的是流动惯性力与粘性力的相对大小。
雷诺实验通过调整实验装置的流量和流速，来改变雷诺数的大小，进而观察流动的不同性质。
雷诺数越大，流动越不稳定；雷诺数越小，流动越稳定。
雷诺实验给出了流体力学在不同雷诺数下的一些基本规律。
三．实验装置和药品：1．实验装置：雷诺实验装置（由流量调节阀、柴油泵、转子流量计、离心式泵、管道及流动观察装置等组成）。
2．实验药品：柴油。
四．实验步骤：1．打开柴油泵总阀，调节出口压力。
2．打开转子流量计总阀，调节转子流量计进口和出口。
3．开启流动观察装置，调节其高度，使柴油能够通过顶部的装置自由流出。
4．从流动观察装置中引出一根透明的玻璃管，用毛细管连接起来。
5．通过调节柴油泵出口压力和转子流量计进口和出口，调节测量点的压力差。
同时通过观察柴油在玻璃管内的流动情况，找到合适的压差和流动状态。
6．记录所调节得到的压差（△P），柴油的质量流量（Q）和流速（v）等数据。
7．根据实验记录的数据计算雷诺数（Re）。
五．实验数据和结果处理：1．根据实验记录的数据计算雷诺数，公式如下：雷诺数（Re）=常数K*柴油密度（ρ）*流速（v）*内径（d）/柴油粘度（μ）其中，K为经验常数，可以通过标准实验获取；d为玻璃管的内径。
2．根据不同的雷诺数，观察流动状态的变化。
3．根据实验数据和观测结果，得出结论。
六．实验注意事项：1．实验过程中应注意操作安全。
2．实验装置和药品需要保持清洁。
3．实验完成后，要及时清理实验设备和场地。
4．实验记录要准确、完整。
七．实验思考题：1．雷诺数的大小与稳定性有何关系？2．雷诺实验装置有何特点，以及在实验过程中需注意的问题？3．如何通过实验的手段提高流率的稳定性？。
雷诺实验
围环境的震动、以及水面风的吹皱均会对线型造成影响。
为防止上水时造成的液面波动，上水量不能太大，维持少量溢流即可。
3、红墨水流量太大，超过管内实际水流速度，容易造成红墨水的波动；太小，红墨水线不明显不易观测。
这需要教师的实际操作摸索。
4、在观察层流速度分布时，需预先将流量调节到层流，然后用手堵住出口，在喇叭口内注入大量红墨水，然后放开水流动，观测红墨水的形状；在观测湍流时的速度分布和层流底层现象时，需预先将流量调节到最大，方法同上。
三、实验原理雷诺数Re=duρ/μ，一般情况下Re<（2000~3000）时，流动形态为层流，Re>4000时流动形态为湍流。
]/[2.14360010000.51Re ]/[0.51001.0025.010004Re 44/14/1Re 3hr l q qq S m q qq d q d du d du -⨯=⨯⨯=-⨯=⋅⋅⋅⋅==⋅⋅==πμπρμπρπμρ针对本实验情况测出水流量q ，可计算出对应的Re 。
Re=2000时，管内水流量约为140l/h ； Re=4000时，管内水流量约为280l/h ；四、实验步骤1、开启上水阀至溢流槽出现溢流，为保证水面稳定，应维持少量溢流（溢流越小越好）。
2、缓和开启实验出口阀门。
开放气阀放出玻璃管内空气，调节红墨水阀（调解显示剂流速与管内水流速度一致）。
3、自小到大再自大到小调解流量，计算流型转变的临界雷诺数。
4、观察层流和湍流时速度分布侧形的差别。
5、观察湍流时壁面处的层流内层。
五、实验报告要求试说明对本实验的认识及对实验现象的理解。
六、实验注意事项1、在移动该装置时，注意平稳；虽然玻璃厚度较厚且经过钢化处理，但毕竟是玻璃，严禁磕碰。
2、长期不用时，应将水放净，并用湿软布轻擦拭玻璃箱，防止水垢等杂物粘在玻璃上；用布将上口盖住以免灰尘落入。
3、在冬季造成室内温度达到冰点时，水箱内严禁存水。
七、思考题1、影响流动形态的因素有哪些？2、流体的流动类型与雷诺数的值有什么关系？3、层流和湍流流动的本质区别是什么?4、雷诺数的物理意义是什么?5、实验过程中，哪些因素对实验结果有影响?6、有人说可以只用流速来判断管中流动形态，流速低于某一具体数值时是层流，否则是湍流，你认为这种看法对否?在什么条件下，可以只由流速的数值来判断流动形态?。
化工原理实验教案
实验一 雷诺实验 一、实验目的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. 观察圆直管内流体作层流、过渡流、湍流的流动型态。
观察流体层流流动的速度分布。
二、实验内容1. 以红墨水为示踪剂，观察圆直玻璃管内水为工作流体时，流体作层流、过渡流、湍流时的各种流动型态。
2. 观察流体在圆直玻璃管内作层流流动的速度分布。
3. 观察孔板前后压差与流量的关系，计算不同雷诺准数时的孔板系数C 0原理： 以秒表和1000mL 量筒测体积流量，计算雷诺准数，观察相应的流型；记录孔板前后压差，计算孔板系数C 0 ；改变流量，重复操作。
计算公式如下：q v = uA = u 0A 0 , Re =μρ⋅⋅u d ,R ：孔板前后液柱差。
要求：从层流到湍流测8组数据。
三、实验装置实验装置流程如图7-1所示。
图7-1 雷诺实验装置1 溢流管；2 墨水瓶；3 进水阀；4示踪剂注入管5水箱；6 水平玻璃管；7 流量调节阀实验管道有效长度: L ＝600 mm 外径: Do ＝30 mm 内径: Di ＝24.5 mm孔板流量计孔板内径: do ＝9.0 mm00u c =四、实验步骤1. 实验前的准备工作(1) 实验前应仔细调整示踪剂注入管4的位置，使其处于实验管道6的中心线上。
(2) 向红墨水储瓶 2 中加入适量稀释过的红墨水，作为实验用的示踪剂。
(3) 关闭流量调节阀7，打开进水阀3，使水充满水槽并有一定的溢流，以保证水槽内的液位恒定。
(4) 排除红墨水注入管4中的气泡，使红墨水全部充满细管道中。
2. 雷诺实验过程(1) 调节进水阀，维持尽可能小的溢流量。
轻轻打开阀门7，让水缓慢流过实验管道。
(2) 缓慢且适量地打开红墨水流量调节阀，即可看到当前水流量下实验管内水的流动状况（层流流动如图7-2所示）。
用体积法（秒表计量时间、量筒测量出水体积）可测得水的流量并计算出雷诺准数。
因进水和溢流造成的震动，有时会使实验管道中的红墨水流束偏离管的中心线或发生不同程度的摆动；此时, 可暂时关闭进水阀3，过一会儿，即可看到红墨水流束会重新回到实验管道的中心线。
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(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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3.实验装置：
下图是流态实验装置图。它由能保持恒定水位的水箱，试验管道及能注入有色液体的部分等组成。实验时，只要微微开启出水阀，并打开有色液体盒连接管上的小阀，色液即可流入圆管中，显示出层流或紊流状态。
图7-1自循环液体两种流态演示实验装置图
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；
六、总结点评各组实验的效果
根据各组实验组的操作情况加以比较并点评，指出优点和不足。强调实验报告的格式和编写，特别是数据处理和结论分析，鼓励提出修改方案。要求做好下次实验预习准备。
五、设置讨论பைடு நூலகம்
a、液体流态与哪些因素有关?为什么外界干扰会影响液体流态的变化?
b、雷诺数的物理意义是什么？为什么雷诺数可以用来判别流态？
c．临界雷诺数与哪些因素有关？为什么上临界雷诺数和下临雷诺数不一样？
d．为什么要保持微量溢流？
e．是否可以用流速直接判断管路中的流体形态，如果可以，有何条件？
f．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湍流的判据？本实验中如在相同条件下（环境、温度、仪器设备等）测出下临界雷诺数与所测上临界雷诺数有何异同？为什么？试计算雷诺数与教材雷诺准数分析比较，解析原因。
二、实验方案的讲解：
1.实验目的：
观察流体在管内流动的各种流态，建立层流和湍流流动型态的感性认识；熟悉雷诺准数Re的测定和计算方法；验证临界雷诺准数，熟悉流动类型与Re之间的关系；了解层流时流体在管道中的速度分布情况；了解溢流装置的作用，正确判断稳流。
2.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，液流呈湍流运动。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：（湍流：Re≥4000，层流：Re≤2000,过渡流：2000≤Re≤4000）
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有色水。
五、设置讨论
六、总结点评各组实验的效果
教学过程
一、导入：
在实际化工生产中，许多过程都涉及到流体流动的内部细节，尤其是流体的流动现象。故而了解流体的流动形态极其重要。1883年，物理学家雷诺先生最先在实验装置中发现层流和湍流两种形态，两种流型间有临界点，结合雷诺准数Re加以区别上下临界点。根据本实验装置便于观察，结构简单的特点，可使同学们对管路中流体流动形态有更好的认识。
职业技术学校
教师姓名科目化工原理实验技术班级11化工（1）（2）班学期秋季
课题
实验一雷诺演示实验
知识目标
观察流体在管内流动时的两种不同流态；观察层流状态下管路中流体速度分布状态；测定流动形态与雷诺Re之间的关系及临界雷诺数值。
技能目标
熟悉雷诺准数Re的测定和计算；了解溢流装置的作用，正确判断流态。
教学重点
b.注意在实验台周围不得有外加的干扰。实验者调节好后手应该不接触设备，避免实验现象的不正常。
三、雷诺演示实验
a.讲解雷诺演示实验的装置；
b.按雷诺演示实验方案一边讲解，一边演示实验，强调关键步骤和注意事项。
教学过程
四、学生分组进行实验
将学生分为10人一组，3位同学每人一个秒表进行计时，1位同学测量温度值，1位同学测量计量水箱体积，1位同学保证水箱始终处在溢流状态，1位同学负责调节控制流刑，1位同学负责协助观察流刑，1位同学进行数据记录，1位同学负责协调合作。实验过程中进行角色互换。
4.实验步骤：
依次检查实验装置的各个部件，了解其名称与作用，并检查是否正常；关闭各个排水阀门和流量调节阀门，开泵向实验水箱供水；待有实验水箱溢流口有水溢流出来以后稍开流量调节阀门，调节指示液试剂调节阀门至适度（以指示液呈不间断细流
教学过程
排出为宜）；调节水量由较小值缓慢增大，同时观察指示液流动性状，并记下指示液呈一条直线、指示液开始波动、指示液与流体（水）全部混合时通过秒表和量筒来确定的流量，计算Re，将测得的Re临界值与理论值比较，重复次步骤多次，以计算Re临界平均值；实验结束，关闭水电，将各个水箱中液体排尽，试剂盒中指示剂排尽后需用清水洗涤，防止残液将尖嘴堵死。
了解管路中流体的速度分布和正确判断流态
教学难点
临界雷诺准数的测定和计算
课型
实验课
教学方法
演示法、讲授法、讨论法
教具、设备
雷诺实验装置、温度计，秒表、三角板、红墨水
教学内容（含时间分配）
2-3min
20min
15min
每组25min
5min
10min
一、导入
二、实验方案的讲解
三、雷诺演示实验
四、学生分组进行实验
Re=duρ/μ
μ:流体粘度；Pa*Sd:管子内经，m；ρ:流体密度，Kg/m3；u:管内流体流速，m/s
Re称为雷诺数。液流型态开始变化时的雷诺数叫做临界雷诺数。
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。注意区分下监界雷诺数和上临界雷诺数。
5.实验数据记录和处理：
1)基本数据
水的粘度：Pa·S；水的密度：Kg/m3;
水的温度：ºC；实验管内径：mm。
2)实验数据记录
序号
流量Q
m3/s
流速u
m/s
雷诺准数
Re
流动状态
备注
由Re判断
实验现象
6.注意事项：
a.在测定层流现象时，指示液的流速必须小于或等于观察管内的流速。若大于观察管内的流速则无法看到一条直线，而是和湍流一样的浑浊现象。