番茄花园实验四雷诺实验

1、实验四实验四 雷诺实验雷诺实验v一、实验目的一、实验目的观察水在光滑圆管中流动时，呈现的不同流观察水在光滑圆管中流动时，呈现的不同流线型态，层流、紊流以及层流向紊流过渡；线型态，层流、紊流以及层流向紊流过渡；学会判别流动状态的无因次数学会判别流动状态的无因次数雷诺准数雷诺准数的测定方法，并测定临界雷诺数。的测定方法，并测定临界雷诺数。v二、实验原理二、实验原理流体在流动过程中，由于流动条件的不同，流体在流动过程中，由于流动条件的不同，流体质点运动的轨迹也不相同。流体质点运动的轨迹也不相同。若流体质点只作沿流动方向的直线运动，而若流体质点只作沿流动方向的直线运动，而无横向运动，这种流线族呈平行的

2、流动状态无横向运动，这种流线族呈平行的流动状态称为层流。若流体质点作复杂的无规则运动，称为层流。若流体质点作复杂的无规则运动，这种流动状态称为紊流。从层流到紊流之间这种流动状态称为紊流。从层流到紊流之间称为过渡状态。流体的流动状态可用雷诺准称为过渡状态。流体的流动状态可用雷诺准数来判别，雷诺准数以数来判别，雷诺准数以re表示：表示：vddvre式中式中 v 流体在管内的平均流速流体在管内的平均流速 m/s 流体的密度流体的密度 kg/m3 d 管道直径管道直径 m 流体的动力粘度流体的动力粘度 kg/ms 流体运动粘度流体运动粘度 m2/s流体的流动从一种状态转变为另一种状态时流体的流动从一种

3、状态转变为另一种状态时的雷诺准数，称为临界雷诺准数。的雷诺准数，称为临界雷诺准数。由层流转变为紊流时的临界雷诺准数称为上由层流转变为紊流时的临界雷诺准数称为上临界雷诺数，以表示临界雷诺数，以表示rec ，由紊流转变为层，由紊流转变为层流时的临界雷诺准数称为下临界雷诺数，以流时的临界雷诺准数称为下临界雷诺数，以rec表示。对于管流：表示。对于管流： rec20002300 rec 800013800 rerec时，流动为层流流动；时，流动为层流流动； rerec 时，流动为紊流流动；时，流动为紊流流动； recrerec 时，流动处于过渡态。时，流动处于过渡态。一般以下临界雷诺数作为层流和紊流的

4、转变一般以下临界雷诺数作为层流和紊流的转变标准，常取标准，常取rec2300。v三、实验装置三、实验装置实验装置有水箱，抽水泵等组成实验装置有水箱，抽水泵等组成四、实验装置示意图四、实验装置示意图 安装毛细管时，毛细管的管尖必须正对安装毛细管时，毛细管的管尖必须正对圆形玻璃管中心并处于水平位置。圆形玻璃管中心并处于水平位置。v五、实验步骤五、实验步骤熟悉实验装置后，启动抽水泵，调节进水阀熟悉实验装置后，启动抽水泵，调节进水阀门，使水箱装水到溢流高度，排尽玻璃管内门，使水箱装水到溢流高度，排尽玻璃管内空气泡待水箱内的水静止数分钟后开始实验。空气泡待水箱内的水静止数分钟后开始实验。慢慢打开调速阀门

5、，让水在管内低速流动，慢慢打开调速阀门，让水在管内低速流动，同时打开有色液瓶开关，注意观察，当流动同时打开有色液瓶开关，注意观察，当流动为层流时，有色液在水中呈直线前进。逐渐为层流时，有色液在水中呈直线前进。逐渐放开调速阀门以增大流速。有色液线将随水放开调速阀门以增大流速。有色液线将随水速的增加而由直线变成波浪状，以至波浪振速的增加而由直线变成波浪状，以至波浪振幅逐渐增大直到消失。幅逐渐增大直到消失。当增大水的流出速度到有色液线变为最大波当增大水的流出速度到有色液线变为最大波浪状时，用秒表、计量水箱浪状时，用秒表、计量水箱（200200mm）准确测定此时的体积。准确测定此时的体积。由测量数据计

6、算出水在管内的平均速度。从由测量数据计算出水在管内的平均速度。从而求得上临界雷诺数。关闭调速阀门，重复而求得上临界雷诺数。关闭调速阀门，重复上述步骤，反复操作上述步骤，反复操作23次，求其平均值，算次，求其平均值，算出出rec 。同上，在紊流情况下，慢慢关小调速阀门，同上，在紊流情况下，慢慢关小调速阀门，直到有色线变成最小波浪状（近似于一直线）直到有色线变成最小波浪状（近似于一直线）时，测定体积及时间，算出下临界雷诺数，时，测定体积及时间，算出下临界雷诺数，重复重复23次，取平均值，得出次，取平均值，得出rec。v六、实验数据记录六、实验数据记录水温水温t= 水的运动粘度水的运动粘度= 玻管直径玻管直径d= 玻管截面积玻管截面积a= 数据记录及整理结果表（数据记录及整理结果表（1-1）序号v/ml/sv0/ms-1re每次值平均值rec123rec123v七、实验分析七、实验分析分析影响流动状态的因素可否用流速来判别分析影响流动状态