雷诺实验 1、试验目的 1. 观察流体在管内流动的两种不同型态; 2. 通过Re值判断流体流动型态。 2、实验原理 流体流动有两种不同形态,即滞流(层流)和湍流(紊流),流体作湍流流动时,其质点作平行于管轴的直线,湍流时流体质点在沿管轴流动时同时还作着杂乱无章的随机运动。雷诺准数是判断流动型态的准数。若流体在圆管内流动,则雷诺准数可用下式
表
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示: Re= 式中 管子内径m;(本实验 =14mm) 流速m/s 流体密度kg/m3 流体粘度Pa·s 一般认为,Re<2000时,流动型态为滞流,Re>4000时,流动为湍流。Re数在两者之间,有时为滞流,有时为湍流,和环境有关。 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,观察在不同雷诺数下流体流型的变化 3、实验装置及
流程
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如图5-1所示 主要设备:(1)水箱 (2)玻璃实验管 水通过进水阀5不断加入,通过玻璃实验管2流出。由出口阀6控制流速。水箱内多余的水通过溢流口排出,以此保持水位恒定和避免波动。玻璃瓶3内装有红墨水,它借助于本身的位头经装在玻璃管中心细钢针头4注入玻璃管内,由此可观察水在玻璃管中流动的状态。 4、实验步骤 a、了解熟悉雷诺实验装置; b、 打开水箱的进水阀,并开动水泵向水箱注水,使槽内的水位达到一定的高度,并保持稳定; c、 使红墨水流入管内,调节出口阀,使管内的流体流动状态为层流,
记录
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固定时间内流出的液体体积。改变流速,再测一次; d、 调节出口阀,使管内的流体流动状态为过渡态,选两个不同流速,分别记录固定时间内流出的液体体积; e、 调节出口阀,使管内的流体流动状态为湍流,选两个不同流速,分别记录固定时间内流出的液体体积; f、 关闭红墨水出口旋钮,关闭水泵和进水阀,试验结束。 5、注意事项 a、 实验操作时应避免一切震动影响,红墨水流入管及与实验有关的装置都要处于稳定状态,才能获得较为满意的实验结果。 B、调节流体流动状态时,要注意观察,状态稳定以后方能获取结果。 6、实验数据处理示例: 原始数据: 水温t=16.0℃ 管径d=14mm 水密度ρ=998.50kg.m3 粘度 =1.1111×10-3Pa·s 以层流状态时测得体积V=410ml,时间t=77.42s为例,计算Re = = =0.0344 Re= = =432.7