實驗實訓4流態(tài)觀察和雷諾數(shù)測定實驗

1、實驗實訓4流態(tài)觀察和雷諾數(shù)測定實驗、實驗目的1. 觀察各種流態(tài)，測定流態(tài)與雷諾數(shù)的關系。2. 了解雷諾實驗的原理與方法，了解臨界雷諾數(shù)的測定方法。(b)(c)圖41雷諾實驗雷諾實驗裝置如圖4-1所示。A為一水箱，通過溢流保持水位不變;B為一玻璃管，通過閥C調(diào)節(jié)流量。D為盛裝染色水的容器，通過細管E將染色水(一般為蘭色或黑色)注入管B , F為調(diào)節(jié)閥門三、實驗說明自然界中，流體流動的根本狀態(tài)有層流及湍流，另外就是處于這兩者之間的過渡流。流態(tài)決定與雷諾數(shù)Re的大小。(4-1)式中-平均流速，m/s; d -圓管內(nèi)徑，m;-流體運動粘度，m2/s。雷諾數(shù)是流態(tài)轉變的判據(jù)，只要雷諾數(shù)到達某一臨界數(shù)值，

2、就會發(fā)生流態(tài)的變化，這個雷諾數(shù)稱為臨界雷諾數(shù)，記為Recr。實驗說明，對于圓直管內(nèi)的流體流動，Re<2000屬層流運動Re>4000 屬紊流運動2000< Re <4000屬過渡流運動計算中，為簡化分析，認為Re >2000屬紊流，于是Re cr=2000Re <2000屬層流運動 Re >2000屬紊流運動在實驗中，實驗設備不變，所以d、p、值均是固定不變的。通過控制閥門開度改變流量就改變了 Re的值。觀察流態(tài)的變化可以確定下臨界雷諾數(shù)Re1和上臨界雷諾數(shù)Re2的值四、實驗步驟(1) 微微開啟閥C,讓清水在管B中緩緩流動；(2) 開啟閥F,將染色水注

3、入管B中；(3) 逐漸開大閥C,以提高管B中水的流速；(4) 觀察整個過程中染色水的流動情況，作好記錄，或拍下照片。(5) 記下當流態(tài)改變時的相關數(shù)據(jù)(主要是流量) ，記入數(shù)據(jù)表4 1計算出臨界雷諾 數(shù)。(6) 逐漸關小閥門C,降低管B中水的流速，記下流態(tài)改變時的相關數(shù)據(jù)，記入數(shù)據(jù)表4 1，計算出臨界雷諾數(shù)。五、實驗結果1、觀察由于管B的清水中注入了染色水，根據(jù)染色水在管中的運動情況可以分析清水的流動狀況。管B中流速較低時，染色水在管 B中形成細而直的線條，與清水互不相混。逐漸開大閥 C,提高流速。當 流速到達一定值時，染色細線開始擺動，呈現(xiàn)波浪形，但仍能保持較為清晰的輪廓。繼續(xù)加大閥門C開度，提高清水流速，可以觀察到染色細流與清水混合。當水流速度增至某一數(shù)值之后，染色水一旦進入水管B立即與清水完全混合，如將輕質(zhì)塑料屑混入水中以觀察其運動軌跡還可發(fā)現(xiàn)該狀況下管中有渦流生成。2、臨界雷諾數(shù)的測定表4 1水溫二C,流體運動粘度二m2/s,密度p= Kg/m3,管子內(nèi)徑d =米流量變化情況實驗序號流量(m 3/s)雷諾數(shù)Re流動狀況由小變大1234由大變小5678下臨界雷諾數(shù)Re1 =上臨界雷諾數(shù)Re2=六、實驗結論結論：七、思考題因素的影響？1、 為什