雷诺实验

雷诺实验 8 雷诺实验 一、实验装置的特点: 能直观地观察到层流、过渡流、湍流等各种流型，而且可能测出各种流型下的雷诺数。清晰地观察到流体在圆管内作流体速度分布。 二、装置的主要技术数据及计算方法: 实验管道有效长度:L=600mm 外径:D0=30mm 内径:Di=23.5mm 孔板流量计孔板内径:do=9mm Vs=Co*A0 Vs= U= Re= 其中:Vs——液体流量(m/s); u——液体流速(m/s); Co——孔板流量计产生的压差(m); Re——雷诺准数 ——流体的密度(kg/m); ——流体的粘度(mPa.s); 三(实验装置流程和实验方法 实验装置流程如图一所示。 图一 雷诺实验装置 1、溢流管;2、小瓶;3、上水管;4、细管;5、水箱;6、水平玻璃管;7、出口阀门; 1、 实验前的准备工作 (1) 必要时调整红水细管4的位置，使它处于实验管道6的中心线上。 (2) 向红水储瓶2中加入适量的用水稀释过的红墨水。 (3) 关闭流量调节阀7，打开进水阀3，便自来水充满水槽，并使其有一定的溢流量。 (4) 轻轻打开阀门7，让液体水缓慢流过实验管道。使红水全部充满细管道中。 2、 雷诺实验的过程 (1) 同上面的三。1。(3)。 (2) 同上面的三。1。(4)。 (3) 调节进水阀，维持尽可能小的溢流量。 (4) 缓慢地适当打开红水流量的调节夹，即可看到当肖水流量下实验管内水的流状况 (层流流动如下图二示)。用孔板流量计可测得液体的流量并计算出雷达诺准数。 图二 层流流动示意图 (5) 因进水和溢流造成的震动，有时会使实验管道中的红水流束偏离管的中心线，或发 生不同程度的左右摆动。为此，可突然暂时关闭进水阀3，过一会儿之后即可看到 实验管道中出现的与管中心线生命的红色直线。 (6) 增大进水阀3的开度，在维持尽可能小的溢流量的情况下提高水的流量。并同时根 据实际情况适当调整红水流量，好可观测其他各种流量下的流动情况。为部分消除 进水和溢流造成的震动的影响，在滞流和过渡流状况的每一种流量下均可采用四。 2。(5)中讲的方法，突然暂时关闭进口阀3，然后观察管内水的流动状况(过渡 流、湍流流动如图三所示)。用秒、量筒可测得流体的流量并计算出雷达诺准数。 图三 过渡流、湍流流动示意图 3、 流体在圆管内作流体速度分布演示实验 (1) 首先将进口阀3打开，关闭出口阀7。 (2) 将红水流量调节夹打开，使红水滴落在不流动的实验管路中。 (3) 突然打开出口阀门7，在实验管路中可以清晰地看到红水流动所形成的如图四所示 的速度分布。 图四 流速分布示意图 4、 实验结束时的操作 (1) 关闭红水流量调节夹，使红水停止流动。 (2) 关闭进水阀3，使自来水停止流入水槽。 (3) 待实验管道的红色消失时，关闭阀门7。 (4) 若日后较长时间不用，请将装置内各处的存水放净。 四、验数据及处理 (第一套:水温16。5C、密度=998。7kg/m、粘度=1.10Pa.s) 序号 孔板流量U型流量(m3/h) 雷诺准数Re 观察现象 流型 管读数 (mmH2O) 1 (263-256)=7 0.0568 777 管中一条红层流 线 2 (263-223)=40 0.13 1884 开始红线后过渡流 波浪 3 (263-100)=163 0.308 4222 红色扩散 湍流 以第一套第一组数据举例计算: Vs=Co Vd=0.67 U= Re= 五、验注意事项: 做滞流时，为了使滞流状况能较快地形成，而且能够保持稳定，第一，水槽的溢流应尽可能的小，因为溢流大时，上水的流量也大，上水和溢流两者造成的震动都比较大，影响实验结果。第二，应尽量不要人为地使实验架产生任何的震动，为减小震动，若条件允许，可对实验架的底面进行固定。