雷诺实验.doc

雷诺实验
实验目的
观察层流、紊流的流态及其相互转换的过程;
描述层流及紊流的水力特征。
基本原理
其中:
Re ----- 雷诺数
V ------ 流速
D ------ 管径
ρ------ 密度
g ------- 重力加速度
Q ------ 流量
实验装置
实验主界面如下图所示:
实验步骤和操作要点
进入实验后首先要打开进水阀门。
在输入框输入0-100的数字,也可以通过点击上下按钮调节阀门开度。按回车键完成输入,按ESC键取消输入。
循环水打开后,还应打开红墨水阀门。

然后再打开排水阀并察看流量。
点击玻璃管,通过弹出的录像查看流体的流动状态。
授权后可以点击画面下方的自动记录按钮,记录实验数据,也可以手动记录。调节不同流量,多次记录排水阀不同开度下的流量。
数据处理
打开画面左边的数据处理,授权后如果在实验过程中点击了自动记录,实验数据将被自动记录下来,也可以手动在表格中输入数据。下面是未经计算的原始数据记录界面:
对测量数据进行计算,授权后可以自动计算。
在实验报告部分,可以通过点击保存键对实验数据进行保存;可以通过点击加载键对实验数据进行加载;可以通过点击报表键,对实验数据进行打印。在数据处理方面,可以通过整组删除键实现对一组数据的删除。
点击自动计算按钮,自动计算出雷诺数击流动类型。
下面是实验计算示例:
如果在前面已经进行了计算,点击绘制曲线,将自动画出雷诺数与流量关系曲线。
柏努利方程仪实验
实验目的:
通过实测静止和流动的流体中各项压头及相互转换验证流体静力学原理和柏努利方程。
通过实测流速的变化和与之相适应的压头损失的变化确定两者之间的关系。
基本原理:
流动的流体具有三种机械能:位能,动能和静压能,这三种能量可以相互转换。在没有摩擦损失且不输入外功的情况下,流体在稳定流动中流过的各界面上的机械能总和是相等的。
在有摩擦而没有外功输入时,任意两截面间的机械能的差即为摩擦损失。
机械能可用测压管中液柱的高度来表示,当活动测头的小孔正对水流动方向时,测压管中的液柱高度即为总压头(即动压头,静压头与位压头的和)。
当活动测头的小孔轴线垂直于水流方向时,测压管中液柱的高度为静压头与位压头之和。
所以若令位压头(所测管截面的中心与仪器角铁表面的垂直距离)为,静压头为,动压头为,总压头为。
则:
实验装置:
设备说明:该柏努利方程仪由图示的高位水槽供水,为简化界面,突出显示管路状况,省略了和实验操作关系不大的供水泵和储水槽。高位水槽通过溢流口保证水位的恒定。整套装置的测量基准面为地面。, 。
操作步骤
(一)、选择管型
进入主界面(或完成一种管路的实验,点击重置按钮)后,鼠标移动到各个管段时会自动弹出下拉管型菜单,如下图所示:
单击你想要用的管型,该管自动安装到对应的管段位置。
(二)、开始实验
完成管路选型后,点击按钮,进入实验状态,此时不能再对管路进行选择。
验证流体静力学原理
点击如图的管路流水入口开关阀,打开入口开关:
管路充满水后,在出口流量调节阀开度为0时对比各测压管的液柱高度:
观察测压管液柱高度
手动或点击自动记录按钮记录数据。
观察流体流动时的各压头相互转换
点击出口流量调节阀
调节阀门开度
观察测压孔正对流动方向和垂直流动方向时的液柱高度:
点击如图的扳转开关,可以看到放大的测压孔图:
图示为正对流动方向时扳转开关的位置:
垂直流动方向时,扳转开关的位置(点击扳转开关可以相互切换):