雷诺实验

雷诺实验 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。 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,duρ/μ 式中:d,管子内径，m u,流体流速，m/s 3 ρ,流体密度，kg/m μ,流体粘度，kg/(m?s) 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。 装置和流程: 1 3 本实验装置和流程图如右图。 水由高位槽1，流径管2，阀5，流量 计6，然后排入地沟。示踪物(墨水)由墨水 瓶3经阀4、管2至地沟。 其中，1为水槽 2为玻璃管 2 4 3为墨水瓶 4、5为阀 6为转子流量计 6 5 操作步骤: 1、 打开水管阀门 2、 慢慢打开调节阀5，使水徐徐流过玻璃管 3、 打开墨水阀 4、 微调阀5，使墨水成一条稳定的直线，并记录流量计的读数。 5、 逐渐加大水量，观察玻璃管内水流状态，并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。 6、 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。 7、 先关闭阀4、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。 8、 慢慢打开阀5，使管内流体作层流流动，可观察到此时的速度分布曲线呈抛物线状态。 实验数据记录和处理 1 -3水温:17.5?; 水的密度:999.9g/m; 水的粘度:0.0010pa.s 管径:30×2.5mm 序号 流量计读数 流速 雷诺准数 流动状态 1 23 0.0130 304 层流 墨水成一细直线 2 108 0.0611 1427 层流 墨水细直线出现波动 3 205 0.1160 2710 过渡流 波动的墨水线出现断 开，与水混合 4 145 0.0820 1916 层流 断开的墨水线连成波 动曲线 5 81 0.0458 1070 层流 墨水曲线变成细直线 讨论: 1、 如果生产中无法通过直接观察来判断管内的流动状态，你可以用什么来判断? 2、 用雷诺准数Re判断流动状态的意义何在, 2