§1-1 雷诺实验
一、实验目的
1.观察流体流动时各种流动型态；
2.观察层流状态下管路中流体速度分布状态；
3.测定流动型态与雷诺数Re 之间的关系及临界雷诺数值。
二、实验原理概述
流体在流动过程中有两种截然不同的流动状态，即层流和湍流。它取决于流体流动时雷诺数.
Re 值的大小。
雷诺数：Re = dυρ/μ
式中：
d －管子内径，m
υ－流体流速，m.s-1
ρ －流体密度，kg .m-3
μ －流体粘度，kg .m−1 . s−1
实验证明，流体在直管内流动时，当Re ≤ 2000时属层流；Re ≥ 4000时属湍流；当Re 在两者之间时，可能为层流，也可能为湍流。
流体于某一温度下在某一管径的圆管内流动时，Re 值只与流速有关。本实验中，水在一定管径的水平或垂直管内流动，若改变流速，即可观察到流体的流动型态及其变化情况，并可确定层流与湍流的临界雷诺数值。
三、装置和
流程
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本实验装置和流程图如下图。
图1 流体流动型态测定装置流程图
水由高位槽1，流经观察管2，流量调节阀5，流量计6，然后排入地沟。
示踪物（墨水）由墨水瓶3 经墨水阀4，管2 至地沟。
其中1 为水槽，2 为玻璃观察管，3 为墨水瓶，4、5 为阀，6 为转子流量计。
四、操作步骤
一、测定不同流动形态时的雷诺数：
1）检查所有阀门处于关闭状态，向墨水瓶内注入墨水（示踪剂）。
2）将高位槽注满水。
3）待溢流管内有水流出时，调节进水龙头开度，使溢流管内有少量溢流。（溢流管内有少量溢流即可，否则会影响雷诺准数的测定）。
4）打开“排气阀”，待墨水流出，关闭“排气阀”，打开墨水阀”，调节墨水流量至墨水呈细线状。
5）稍稍打开“流量调节阀5”，使墨水呈稳定直线状流动后，
记录
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流量计的读数。
6）从50 L/h开始，从小到大调节，逐渐加大水量，并同时调节墨水阀，每调节一次记录流量计读数和观察到的流动形态。记录墨水线开始波动以及墨水与清水全部混合时的流量计读数。
7）当流量超过300 L/h后，再将水量由大变小，重复以上观察，并记录各转折点处的流量计读数。
二、滞流时流速分布曲线的形成：
8）先关闭墨水阀4、流量调节阀5，使玻璃管内的水停止流动。再开墨水阀，让墨水流出1～2cm 距离再关闭阀4。
9）.慢慢打开阀5，流量不宜太大，使管内流体作滞流流动，可观察到此时的速度分布曲线呈抛物线状态。
10）关闭各阀门，停止实验。
注意：
1实验过程中保持高位槽水平面平稳；
2.转子流量计的转子冲上顶部不易复原，所以流量阀不得开的太大；
五、实验数据记录和处理
水温： ℃ 水的密度： 水的粘度： 玻璃观察管径：内径：Ф24.5mm
转子流量计型号规格：
型号：LZB-25 量程：40～400L/h 最小分度：
项目
流速测定
雷诺数
流动形态
序号
转子流量计读数
流量
流速
Re
Re判定
实际
1
2
3
4
5
6
7
绘出实验条件下的流量-雷诺数曲线。
六、思考题
1.如果观察玻璃管中附有气泡，准对流动形态有较大影响，为什么？
2.能否只用流速的数值作为判断流态的唯一标准？
浙公网安备 33021202002483