雷诺实验及其数据处理.doc

雷诺实验
一、实验目的要求
、紊流的流态及其转捩特征;
,掌握圆管流态判别准则;
,并了解其实用意义。
二、实验装置
实验装置如下图所示:
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捩,管中流态取决于雷诺数的大小,原因在于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。转捩所对应的雷诺数称为临界雷诺数。由于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雷诺数。
雷诺数; K=
四、实验方法与步骤
。
。
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,并注入颜色水于实验管内使颜色水流成一直线。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。
。
①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。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;
②待管中出现临界状态时,用重量法测定流量;
③根据所测流量计算下临界雷诺数,并与公认值(2320)比较。偏离过大,需重测;
④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;
⑤同时用水箱中的温度计测记水温,从而求得水的运动粘度。
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/℃
次数
流出水的体积V/mL
时间t/s
流量/-1
平均流量Vs/-1
粘度μ/
密度ρ/-3
流速u/-1
临界雷诺数Re
实验现象及流型
层流
21
1

20






红色细流呈直线状
2

20

3

25

4

25

5

25

过渡态
1

20