圆管层流实验报告

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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划圆管层流实验报告　　第5章圆管流动　　一.学习目的和任务　　1.本章学习目的　　掌握流体流动的两种状态与雷诺数之间的关系；切实掌握计算阻力损失的知识，为管路计算打基础。2.本章学习任务　　了解雷诺实验过程及层流、紊流的流态特点，熟练掌握流态判别标准；掌握圆管层流基本规律，了解紊流的机理和脉动、时均化以及混合长度理论；了解尼古拉兹实验和莫迪图的使用，掌握阻力系数的确定方法；理解流动阻力的两种形式，掌握管路沿程损失和局部损失的计算；了解边界层概念、边界层分

2、离和绕流阻力。　　二.重点、难点　　重点：雷诺数及流态判别，圆管层流运动规律，沿程阻力系数的确定，沿程损失和局部损失计算。　　难点：紊流流速分布和紊流阻力分析。　　由于实际流体存在黏性，流体在圆管中流动会受到阻力的作用，从而引起流体能量的损失。本章将主要讨论实际流体在圆管内流动的情况和能量损失的计算。　　雷诺(OsborneReynolds)实验和流态判据目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的

3、业务技能及个人素质的培训计划　　雷诺实验　　1883年，英国科学家雷诺通过实验发现，流体在流动时存在两种不同的状态，对应的流体微团运动呈现完全不同的规律。这就是著名的雷诺实验，它是流体力学中最重要实验之一。　　如图5－1所示为雷诺实验的装置。其中的阀门T1保持水箱A内的水位不变，使流动处在恒定流状态；水管B上相距为l处分别装有一根测压管，用来测量两处的沿程损失　　hf，管末端装有一个调节流量的阀门T3，容器C用来计量流量；容器D盛有颜色液体，　　T2控制其流量。　　进行实验时，先微开阀门T3，使水管中保持小速度稳定水流，然后打开颜色液体阀门T2放出连续的细流，可

4、以观察到水管内颜色液体成一条直的流线，如图5－2所示；从这一现象可以看出，在管中流速较小时，它与水流不相混和，管中的液体质点均保持直线运动，水流层与层间互不干扰，这种流动称为层流。比如，实际中黏性较大的液体在极缓慢流动时，属层流运动。　　随后，逐渐开大阀门T3，增大管中液体流速，流速达到一定速度时，管内颜色液体开始抖动，具有波形轮廓，如图5－2所示。继续增大流速，颜色液体抖动加剧，并目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺

5、利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　/在某个流速uc时，颜色液体线完全消失，颜色液体溶入水流中，如图5　　－2所示；这种现象是液体质点的运动轨迹不规则，各层液体相互剧烈混和，产生随机的脉动，这种流动称为湍流或紊流。　　上述实验是液体流速由小到大的情况，流速由大到小的实验过程是首先全开阀门T3，让水流在水管B中高速流动，形成湍流状态，然后适当打开颜色液体阀门T2，使颜色液体溶入水流中；然后缓慢关小阀门T3，使液体流速逐渐降低，当流速减到某一值uc时，流动形态就由湍流变成层流。这两次实验所不同的是，由层流转变成湍流　　/时的流速uc要小于由湍

6、流转变成层流的流速uc。　　实验表明，流体流动具有两种形态，并且可以相互转变。　　流态判据　　上述实验告诉我们流体流动有层流和湍流两种流态，以及流态与管道流速间的关系，可以用临界流速来判别。通过对雷诺实验的数据测定和进一步分析，流态不但与断面平均流速v有关，而且与管径d、液体密度?以及其黏性?有关。归结为一个无因数——雷　　105　　诺数——作为判别流动状态的准则。雷诺数Re为　　Re?目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常

7、、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　式中?――流体密度，kg/m3；u——管内平均流速，m/s；?——动力黏度，；??　　?udud　　()?　　??　　?　　——运动黏度，m2/s；?　　d——圆管直径，对于非圆管为水力直径，m。水力直径d可表示为　　d?　　式中A——过流断面面积。　　4A　　?　　()　　?——过流断面上流体与壁面接触的周界，称为湿周长度。　　雷诺实验及其他大量的实验表明，与下临界流速对应的雷诺数几乎不变，约为　　，而与上临界流速对应的雷诺数随实验条件不同在Rec?2320　　2320~13800的范围内变化。对

8、于工程实际来说可取下临界