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1、大學(xué)教學(xué)實驗報告1、實驗?zāi)康?(1)測定沿程水頭損失與斷面平均流速的關(guān)系,并確定臨界雷諾數(shù)。加深對不同流態(tài)的阻力和損失規(guī)律的認(rèn)識。(2)2、實驗基本原理:(1)兩個斷面的能量方程:水利水電學(xué)院水利類專業(yè)2011年 5月5日實驗名稱流管流態(tài)實驗(雷諾實驗)指導(dǎo)教師姓名年級學(xué) 號成績、預(yù)習(xí)部分1. 實驗?zāi)康?. 實驗基本原理3. 主要儀器設(shè)備(含必要的元器件、工具)z12112g實驗中位均勻流,hw(1hfZ2 p22) hf(1 2)所以水頭損失為:(Zi(Z2P2)h2為測壓牌讀數(shù),22 2g hw(1 2)為傾斜角。h2)s in ,水力坡度j h f / l。(2)體積法測流量。Q W/T
2、,(3)水的粘性系數(shù)(m2 /s),雷諾數(shù)0.017751 0.0337t 0.000221t2Re3、主要儀器:如圖示,另備打氣筒、量筒、秒表 溫度計各一個。、實驗操作部分1. 實驗數(shù)據(jù)、表格及數(shù)據(jù)處理2. 實驗操作過程(可用圖表示)3. 結(jié)論1.實驗步驟(1)打開水箱下的進(jìn)水閥向水箱沖水,使水箱有溢水。再打開管道上的前閥和后閥沖洗水管。反復(fù)開關(guān)尾管閥排岀空氣。(2)從紊流到層流,將尾閥開到一定開度開始實驗,待水流穩(wěn)定后,測讀山、h2、W、T。這樣完成一次實驗,然后逐步關(guān)小尾閥,重復(fù)上述步驟,一直做到管流幾乎成滴淋狀。(3)再從層流做到紊流。(此步驟本次實驗不做)(4)實驗中每半小時測一次水
3、溫,取平均值。(5)對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行計算分析,以 logJ為縱坐標(biāo),logv為橫坐標(biāo)繪制關(guān)系曲線,從曲線確定臨界 流速Vk,并計算雷諾數(shù) Re的值。并標(biāo)明實驗成 果線段坡度,即本次實驗的成果。(5)在測量流速時,特別是流量較小時,盡可能延 長接水時間,同時計時和量筒接水必須同步進(jìn) 行,以減小流速測量的誤差。2. 實驗數(shù)據(jù),表格及數(shù)據(jù)處理(1) 管徑2 cm ;管道過水面積 A= cml ;量測段長度L=600 cm ;水溫t= C;運動粘度系數(shù)v =x 10-2 cm2/s ;比壓計傾斜率sina=。(2) 實驗過程數(shù)據(jù)及結(jié)果分析:3、實驗結(jié)論由坐標(biāo)圖可得臨界點時,log 1.0054,從而得到
4、流速 10.12512cm/ s,-J又因為Re ,所以Re 2004.5實驗過程注意事項本實驗的技術(shù)性比較強(qiáng),每一步操作,都要求實驗人員做到精細(xì),才能去的反映真實情況的實驗成果。(1)應(yīng)盡可能減少外界對水流的干擾,在實驗過程中,要保持環(huán)境安靜,不要碰撞管道以及與管道有聯(lián)系的器件,要仔細(xì)輕巧地操作,尾閥開度的改變對水流也是一個干擾,因而操作閥門要輕微緩慢,而且切忌在關(guān)小的過程中有開大,或在開大的過程中有關(guān)小的現(xiàn)象發(fā)生,否則實驗重做。(2)尾閥開度的變化不宜過大。當(dāng)接近臨界區(qū)Rek=(23002000),更要細(xì)心操作, 一個單程的 量測(從紊流到層流;或從層流到紊流),應(yīng)做1520個以上的測次,
5、 預(yù)計全部實測的雷-數(shù)約在5008000之間,但在雷諾數(shù)小于2500(3)以下時約需10個測次才能保證實驗成果比較完滿。三、實驗效果分析(包括儀器設(shè)備等使用效果)每調(diào)節(jié)一次尾閥,必須等待3分鐘,使水流穩(wěn)定后,方可施測。(4)量測水溫時,要把溫度計放在量筒的水中來讀數(shù),同時不能與量筒壁接觸,不可將它拿岀水面之外讀數(shù)。教 師 評 語指導(dǎo)教師1、實驗成果的評價雷諾實驗的技術(shù)性比較強(qiáng),必須精心操作, 才能取得反映真實情況的成果。通過實驗,我們 發(fā)現(xiàn)下臨界雷諾數(shù)大約在 2000左右。在實驗過程中,實驗室中由于水流原故,管道會產(chǎn)生一定振動,實驗過程中聲響比較大,同 時水壓使連接比壓計的膠管變形,膠管固定效
6、果 不好實驗中發(fā)生搖晃影響讀數(shù),這些都會影響實 驗成果。實驗中測量流速時接水和計時不能達(dá)到 絕對同步產(chǎn)生一定誤差,同時量筒的精度影響讀 數(shù)精度的。本小組成員在操作時比較細(xì)心,實驗過程比 較順利,在誤差允許的范圍內(nèi)實驗所得結(jié)果反映 真實情況。2、思考題(1)為什么上下臨界雷諾數(shù)數(shù)值會不一樣?答:當(dāng)流體流速較小時,流體質(zhì)點只沿流動方向 作一維的運動,與其周圍的流體間無宏觀的 混合即分層流動即層流。當(dāng)流體流速增大到 某個值后,流體質(zhì)點除流動方向上的流動 夕卜,還向其它方向作隨機(jī)的運動,即存在流 體質(zhì)點的不規(guī)則脈動即紊流。?雷諾數(shù)Re表示一些影響流體流動形態(tài)的因素,dRe , 從層流轉(zhuǎn)變成紊流時的Re稱為上臨界雷諾數(shù),從紊流轉(zhuǎn)變成層流時的 Re稱為下臨界雷諾數(shù) R。一般而言,?Re2000 層流區(qū)?2000Re4000湍流區(qū)。(2)
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