雷诺实验实验报告

雷诺实验实验报告 [标签:标题]2016 雷诺实验实验报告 大学教学实验报告 水利水电学院水利类专业2011年5月5日 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.掌握误差 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 在实验数据处理中的应用。 二、实验原理 1、实际流体的流动会呈现出两种不同的型态:层流和紊流，它们的区别在于:流动过程中流体层之间是否发生混掺现象。在紊流流动中存在随机变化的脉动量，而在层流流动中则没有，如图1所示。 2、圆管中恒定流动的流态转化取决于雷诺数。雷诺根据大量实验资料，将影响流体流动状态的因素归纳成一个无因次数，称为雷诺数Re，作为判别流体流动状态的准则 Re? 4Q ?D? 式中Q——流体断面平均流量,s D——圆管直径,mm 1 / 17 ---------------------------------------------感谢观看本文-------谢谢----------------------------------------------------------- [标签:标题]2016 ?——流体的运动粘度,m2 在本实验中，流体是水。水的运动粘度与温度的关系可用泊肃叶和斯托克斯提出的经验公式计算 ??((0.585?10?3?(T?12)?0.03361)?(T?12)?1.2350)?10? 6 式中?——水在t?C时的运动粘度，m2s;T——水的温度，?C。 3、判别流体流动状态的关键因素是临界速度。临界速度随流体的粘度、密度以及流道的尺寸不同而改变。流体从层流到紊流的过渡时的速度称为上临界流速，从紊流到层流的过渡时的速度为下临界流速。 4、圆管中定常流动的流态发生转化时对应的雷诺数称为临界雷诺数，对应 于上、下临界速度的雷诺数，称为上临界雷诺数和下临界雷诺数。上临界雷诺数表示超过此雷诺数的流动必为紊流，它很不确定，跨越一个较大的取值范围。而且极不稳定，只要稍有干扰，流态即发生变化。上临界雷诺数常随实验环境、流动的起始状态不同有所不同。因此，上临界雷诺数在工程技术中没有实用意义。有实际意义的是下临界雷诺数，它表示低于此雷诺数的流动必为层流，有确定的取值。通常均以它作为判别流动状态的准则，即Re2320时，紊流 2 / 17 ---------------------------------------------感谢观看本文-------谢谢----------------------------------------------------------- [标签:标题]2016 该值是圆形光滑管或近于光滑管的数值，工程实际中一般取Re=2000。 5、实际流体的流动之所以会呈现出两种不同的型态是扰动因素与粘性稳定作用之间对比和抗衡的结果。针对圆管中定常流动的情况，容易理解:减小D，减小?，加大v三种途径都是有利于流动稳定的。综合起来看，小雷诺数流动趋于稳定，而大雷诺数流动稳定性差，容易发生紊流现象。 、由于两种流态的流场结构和动力特性存在很大的区别，对它们加以判别并分别讨论是十分必要的。圆管中恒定流动的流态为层流时，沿程水头损失与平均流速成正比，而紊流时则与平均流速的1.75,2.0次方成正比，如图2所示。 7 图1 三、实验装置 四、实验数据分析 有关常数:管径d,30mm，水温T,27?， 运动粘性系数:v,8.62475?10?7m2/s 表1数据 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 表格 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。 3 / 17 ---------------------------------------------感谢观看本文-------谢谢----------------------------------------------------------- [标签:标题]2016 三次测量取平均值，可得下临界雷诺数为Re?2200,与公认值Re?2300相比，可得误差为 ?? 2300?2200 ?100%?4.348% 2300 五、误差分析 运动粘度偏差公式 由流量公式:?Q? ?Q ??t?t 由流量公式:Q=A*v可求得:流速公式为:v=Q/A=4Q/(πD2) 雷诺数公式为:Re=4Q/(πDν)雷诺数的偏差公式为: ?Re== ?Re?Re *?Q?*???Q?? 44Q *?Q?*???D??D?2 根据以上公式，可分别求得三组数据所对应的未知量:1.对于第一组数据: ?Q=0.11?153=16.83L/h1Q?(153?16.83)L/h 4 / 17 ---------------------------------------------感谢观看本文-------谢谢----------------------------------------------------------- [标签:标题]2016 ??0.189?0.021m2/s Re1?4?Q1?(?D?)?2092?Re1?230 雷诺数的相对误差为:?1? Re??Re ?100%?9.98%Re 2.对于第二组数据: ?Q=0.11?174=19.14L/h1Q?(174?19.14)L/h ??0.215?0.022m2/s Re1?4?Q1?(?D?)?2378?Re1?262 雷诺数的相对误差为:?2? 3.对于第三组数据: Re??Re ?100%?3.30%Re ?Q=0.11?156=17.16L/h1Q?(156?17.16)L/h ??0.193?0.021m2/s Re1?4?Q1?(?D?)?2132?Re1?235 雷诺数的相对误差为:?1? Re??Re ?100%?7.86%Re 以上三组数据所求得的雷诺数的相对误差均处于误 差允许范围内，所以可认为实验测得数据合理有效。 误差来源1、仪器误差 5 / 17 ---------------------------------------------感谢观看本文-------谢谢----------------------------------------------------------- [标签:标题]2016 使用2L量筒以及秒表测量出水口处流量，约为240L/h，此时仪器显示 270L/h，计算误差，有 雷诺实验报告 实验七雷诺实验 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、测定颜色水在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。 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。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 6 / 17 ---------------------------------------------感谢观看本文-------谢谢----------------------------------------------------------- [标签:标题]2016 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/ν 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。 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: z1? p1??a1V12gp1? 7 / 17 ---------------------------------------------感谢观看本文-------谢谢----------------------------------------------------------- [标签:标题]2016 2 ?z2? p2? ? a2V22g 2 ?hf 因为管径不变V1=V2?hf?(z1? )?(z2? p2? )? ?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，用重量法或体积浊测出流量，并由实测的流量值求得断面平均流速V? QA ，作为lghf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:lghf=lgk+mlgvlghf=lgkvmhf=kvmm为直线的斜率 式中:m?tg?? lghf?lghf 8 / 17 ---------------------------------------------感谢观看本文-------谢谢----------------------------------------------------------- [标签:标题]2016 2 1 lgv2?lgv1 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。BD段为紊流区，沿程水头损失与流速的1.75~2次方成比例，即m=1.75~2.0，其中AB段即为层流向紊流转变的过渡区，BC段为紊流向层流转变的过渡区，C点为紊流向层流转变的临界点，C点所对应流速为下临界流速，C点所对应的雷诺数为下监界雷诺数。A 点为层流向紊流转变的临界点， 1 A点所对应流速为上临界流速，A点所对应的雷诺数为上临界雷诺数。 三、实验设备 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 9 / 17 ---------------------------------------------感谢观看本文-------谢谢----------------------------------------------------------- [标签:标题]2016 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。 四、实验步骤 1、开启电流开关向水箱充水，使水箱保持溢流。 2、微微开启泄水阀及有色液体盒出水阀，使有色液体流入管中。调节泄水阀，使管中的有色液体呈一条直线，此时水流即为层流。此时用体积法测定管中过流量。 3、慢慢加大泄水阀开度，观察有色液体的变化，在某一开度时，有色液体由直线变成波状形。再用体积法测定管中过流量。 4、继续逐渐开大泄水阀开度，使有色液体由波状形变成微小涡体扩散到整个管内，此时管中即为紊流。 10 / 17 ---------------------------------------------感谢观看本文-------谢谢----------------------------------------------------------- [标签:标题]2016 并用体积法测定管中过流量。 5、以相反程序，即泄水阀开度从大逐渐关小，再观察管中流态的变化现象。并用体积法测定管中过流量。 五、绘图分析 在双对数纸上以V为横坐标，hf为纵坐标，绘制lgV~lghf曲线，并在曲线上找上临界流速VK上，计算上临界雷诺数REK上? Vk上?d? 并定出两段直线斜率m1，m2。 lghf?lghf 2 m? 1 lgv2?lgv1 2 将从图上求得的m值与各流区m理论值进行比较，并分析不同流态下沿程水头损失的变化规律。 六、思考题 1、液体流态与哪些因素有关?为什么外界干扰会影 11 / 17 ---------------------------------------------感谢观看本文-------谢谢----------------------------------------------------------- [标签:标题]2016 响液体流态的变化? 2、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, 3(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,4(流态判据为何采用无量纲参数，而不采用临界流速, 5(分析层流和紊流在动力学特性和运动学特性方面各有何差异, (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紊流的判据,本实验中如在相同条件下测出下临界雷诺数与所测上临界雷诺数有何异同,为什么, 3 柏努利实验 一、实验目的 l、研究流体各种形式能量之间关系及转换，加深对能量转化概念的理解;2、深入了解柏努利方程的意义。 二、实验原理 l、不可压缩的实验液体在导管中作稳定流动时，其机械能守恒方程式为: z1g? u12 2 12 / 17 ---------------------------------------------感谢观看本文-------谢谢----------------------------------------------------------- [标签:标题]2016 ? p1 ? ?We?z2g? u22 2 ? (转载于:wWW.cnbotHwIN.COM博威范文网:雷诺实验实验报告)p2 ? ? ?h f 式中:ul、u2一分别为液体管道上游的某截面和下游某截面处的流速，m,s; P1、P2一分别为流体在管道上游截面和下游截面处的压强，Pa; zl、z2一分别为流体在管道上游截面和下游截面中心至基准水平的垂直距离，m;ρ一流体密度，Kg,m;We—液体两截面之间获得的能量，J,Kg;g一重力加速度，m,s2;?hf一流体两截面之间消耗的能量，J 13 / 17 ---------------------------------------------感谢观看本文-------谢谢----------------------------------------------------------- [标签:标题]2016 ,Kg。2、理想流体在管内稳定流动，若无外加能量和损失，则可得到: z1g? u12 2 ? p1 ? ?z2g? u22 2 ? p2 ? 表示1kg理想流体在各截面上所具有的总机械能相等，但各截面上每一种形式的机械能并不一定相等，但各种形式的机械能之和为常数，能量可以相互转换。3、流体静止，此时得到静力学方程式: z1g? p1 ? 14 / 17 ---------------------------------------------感谢观看本文-------谢谢----------------------------------------------------------- [标签:标题]2016 ?z2g? p2 ? 所以流体静止状态仅为流动状态一种特殊形式。 4 三、实验装置及 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 试验前，先关闭试验导管出口调节阀，并将水灌满流水糟，然后开启调节阀，水由进水管送入流水槽，流经水平安装的试验导管后，试验导管排出水和溢流出来的水直接排入下水道。流体流量由试验导管出口阀控制。进水管调节阀控制溢流水槽内的溢流量，以保持槽内液面稳定，保证流动系统在整个试验过程中维持稳定流动。 图1柏努利实验装置图 四、实验内容 演示 1、静止流体的机械能分布及转换 将试验导管出口阀全部关闭，以便于观察，观察A、B、C、D点处测压管内液柱高低。 2、一定流量下流体的机械能分布及转换 缓慢调节进水管调节阀，调节流量使溢流水槽中有 15 / 17 ---------------------------------------------感谢观看本文-------谢谢----------------------------------------------------------- [标签:标题]2016 足够的水溢出，再缓慢慢开启试验导管出口调节阀，使导管内水流动，当观察到试验导管中部的两支测压水柱略有差异时，将流量固定不变，当各测压管的水柱高度稳定不变时，说明导管内流动状态稳定。可开始观察实验现象。3、不同流量下稳定流体机械能分布及转换 连续缓慢地开启试验导管的出口阀，调节出口阀使流量不断加大，观察A、B、C、D处测压管内液柱变化。实验 1、流量一定，确定流体各截面静压能( 5 西华大学实验报告 开课学院及实验室:交通与汽车工程学院实验时间:年月日 一、实验目的 二、实验设备、仪器及材料 1 三、实验原理 四、实验步骤 2 五、实验过程记录(数据、图表、计算等) 记录有关实验常数: 16 / 17 ---------------------------------------------感谢观看本文-------谢谢----------------------------------------------------------- [标签:标题]2016 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。 六、实验结果分析及问题讨论 3 17 / 17 ---------------------------------------------感谢观看本文-------谢谢-----------------------------------------------------------