中南大學(xué)流體力學(xué)液體流態(tài)演示實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、機(jī)電工程學(xué)院課程：流體力學(xué)目：液體流態(tài)的演示實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師：專(zhuān)業(yè)班級(jí):學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：2018年11月實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)：液體流態(tài)的演示實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康难菔玖鲬B(tài)設(shè)計(jì)演示裝置，應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，分析出液體流態(tài)變化規(guī)律，要求用直管方式表示出來(lái)；并計(jì)算得到出水口流速、軟管中流速以及雷諾數(shù)。二、實(shí)驗(yàn)原理粘性流體存在著兩種流動(dòng)狀態(tài)層流與紊流。當(dāng)流速超過(guò)上臨界速度儀(vY)時(shí)，層流轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪鳎划?dāng)流速低于下臨界速度Vc(vVc)時(shí)，紊流轉(zhuǎn)變?yōu)閷恿?；?dāng)流速介于上臨界速度與下臨界速度之間時(shí)，流體的流動(dòng)狀態(tài)可能是層流，也可能時(shí)紊流，稱(chēng)為過(guò)度狀態(tài)，與有無(wú)干擾有關(guān)。三、實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)取一透明膠管，可在其上部開(kāi)一小孔，可滴入墨水等顏色深

2、的介質(zhì)；找一柱狀水杯，計(jì)量其直徑；找一帶調(diào)節(jié)手柄的水龍頭，計(jì)量其直徑；將透明管一端對(duì)準(zhǔn)水龍頭，保證水管出口的流水能流入透明管；透明管另一端直接接回下水池。、實(shí)驗(yàn)過(guò)程內(nèi)容一）、實(shí)驗(yàn)步驟1、將透明管對(duì)準(zhǔn)水龍頭出口后，開(kāi)啟水龍頭放水；2、觀察水流情況，保持水流均勻穩(wěn)定成線型，滴入深色介質(zhì)，觀察并拍照記錄流線是成一線；移除水管，取柱狀水杯，計(jì)量此時(shí)的水的流速；3、再次用透明管對(duì)準(zhǔn)水龍頭，調(diào)節(jié)水龍頭開(kāi)口，逐步增大供水量，觀察深色流線出現(xiàn)波動(dòng)現(xiàn)象，觀察并拍照記錄波紋流線；再次用水杯計(jì)量此開(kāi)度下的流速；4、再次用透明管對(duì)準(zhǔn)水龍頭，調(diào)節(jié)水龍頭開(kāi)口，逐步增大供水量，觀察深色流線出現(xiàn)紊亂現(xiàn)象，觀察并拍照記錄紊亂狀

3、態(tài)；再次用水杯計(jì)量此開(kāi)度下的流速；5、再次用透明管對(duì)準(zhǔn)水龍頭，調(diào)節(jié)水龍頭開(kāi)口，逐步減少供水量，觀察深色流線由紊亂狀態(tài)變到出現(xiàn)波紋流線狀態(tài)，觀察并拍照記錄波紋線狀態(tài)；再次用水杯計(jì)量此開(kāi)度下的流速；6、計(jì)算得出各階段雷諾數(shù)。二）、實(shí)驗(yàn)裝置三）、實(shí)驗(yàn)記錄1）層流現(xiàn)象2）過(guò)渡狀態(tài)3）紊流現(xiàn)象四）、數(shù)據(jù)處理與分析Q=水龍頭護(hù)v=竺水龍頭ntdVA=v4水龍頭2管1V=va2=4V管水龍頭4Re=VRfc流體流動(dòng)為層流VcRe=Rec流體流動(dòng)為紊流vc流態(tài)演示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄體積V(ml)時(shí)間T(s)出水口流速(m/s)軟管中流速雷諾數(shù)層流15063.60.047090.048070.0470.141275過(guò)渡態(tài)15031.80.0940.29255515027.70.1080.33293315030.40.0980.302672湍流15013.20.2160.72617615013.50.2210.68601715014.90.2000.615452過(guò)渡態(tài)15010.50.2800.8878541509.80.3050.9382891509.10.3281.008927(五)、誤差分析1、人工計(jì)時(shí)存在較大誤差2、當(dāng)測(cè)水