雷诺试验及其数据处理

1、雷诺实验一、实验目的要求1. 观察层流、紊流的流态及其转很特征；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纲参数进行实验研究的方法，并了解其实用意义。二、实验装置实验装置如下图所示：；a自循环雷诺实验装置图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稳水隔板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包压水箱 4始终保持微溢流的程度，以提高 进口前水体稳定度。本包压水箱还设有多道稳水隔板，可使稳水时间缩短到35分钟。有色水经有色水水管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

2、的专用色水。三、实验原理流体在管道中流动存在两种流动状态，即层流与湍流。从层流过渡到湍流 状态称为流动的转很,管中流态取决丁雷诺数的大小，原因在丁雷诺数具有十分 明确的物理意义即惯性力与粘性力之比。当雷诺数较小时，管中为层流，当雷诺数较大时，管中为湍流。转很所对应的雷诺数称为临界雷诺数。 由丁实验过程中 水箱中的水位稳定，管径、水的密度与粘性系数不变，因此可用改变管中流速的 办法改变$诺数。雷诺数氏=四=竺=心 ； K=M 、 二d ,四、实验方法与步骤1. 测记实验的有关常数。2. 观察两种流态。打开开关3使水箱充水至溢流水位。经稳定后，微微开启调节阀 9,并 注入颜色水丁实验管内使颜色水流

3、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。然后逐步开大调节阀，通过颜色水直线的变化观察层流转变到紊 流的水力特征。待管中出现完全紊流后，再逐步关小调节阀，观察由紊流转变为 层流的水力特征。3. 测定下临界$诺数。 将调节阀打开，使管中呈完全紊流。再逐步关小调节阀使流量减小。4当流量调节到使颜色水在全管刚呈现出一稳定直线时，即为下临界状态; 待管中出现临界状态时，用重量法测定流量； 根据所测流量计算下临界$诺数，并与公认值(2320)比较。偏离过大,需重测； 重新打开调节阀，使其形成完全紊流，按照上述步骤重复测量不少 于三次； 同时用水箱中的温度计测记水温，从而求得水的运动粘度。

4、注意：a、每调节阀门一次，均需等待稳定几分钟；b、关小阀门过程中，只许渐小，不许开大；c、随出水流量减小，应适当调小开关(右旋)，以减小溢流量引发的扰 动。雷诺实验数据及处理温度T/ C次数流出水的体积V/mL时间t/s/m3.s 1平均流量VS/m3.s -1粘度从/Pa.s密度p/kg.m -3流速层流211150.0200.00000750.0000077310.000981997.99102157.5200.0000078753200.0250.0000084192.0250.000007685190.0250.0000076过渡 态1760.0200.0000380.00003530

5、2750.0200.00003753760.0200.0000384785.0250.00003145790.0250.0000316湍流10.00006670*4.测定上临界$诺数逐渐开启调节阀，使管中水流由层流过渡到紊流，当色水线刚开始散开 时，即为上临界状态，测定上临界雷诺数 l 一 2次。5.收拾实验台，整理数据。五、实验报告要求1. 简要写出实验原理和实验步骤，画出实验装置。2. 记录、计算有关常数。实验装置台号No： 管径(cm ) d =1.37cm水温（C t =16运动粘度 （cm2/s）v = 0.01775 = 0.011231 0.0337t 0.000221t2计算常数（s/cm3）K =83.5543. 整理、记录计算表并实测临界$诺数。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、实验分析与讨论1 .流态判据为何采用无量纲参数，而不采用临界流速？因为流态不仅与流速有关还和特征尺寸、密度粘性系数有关2. 为何认为上临界$诺数无实际意义，而采用下临界$诺数作为层流与湍 流的判据？实测下临界雷诺数为多少？上临界雷诺数不稳定，变化范围大1200040000,下临界雷诺数比较稳定 ，约为2320。工 程中一般采用2320做为层流、紊流的分界3. 雷诺实验得出的圆管流动