流动状态实验

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1、流动状态实验一、实验目的1•测定液体运动时的沿程水头损失(hf)及断面的平均流速(v)。2.绘制流态(lghf—lgv)曲线图,找出下临界点并计算临界雷诺数(Re)的值。二、实验装置图6・1流态实验装置木室验的装置如图6・1所示。木实验所用的设备有-流态实验装置、最筒、秒表、温度计及粘温表。1.稳压水箱;2.；3.；4.；5.；6.；7.；&;9.蓄水箱]0.；三、实验原理1.液体在同一管道中流动，当速度不同时有层流、紊流两种流动状态。层流的特点是质点互不掺混，成线状流动。在紊流中流体的各质点相互掺混，有脉动现彖。不同的流态，其沿程水头损失与断而平均速度的关系也不和同。层

2、流的沿程水头损失与断而平均流速的一次方成正比；紊流的沿程水头损失与断面平均速度的m次方成正比(m=1.75-2.0)。层流与紊流Z间存在一个过渡区，它的沿程水头损失与断面平均流速关系与层流、紊流的不同。2.当稳压水箱一直保持溢流时，实验管路水平放置且管径不变，流体在管内的流动为稳定流，此种情况下vl=v2o那么从A点到B点的沿程水头损失为hf,可由能流量方程导出：lOF/y由于实验管路管径不变222g—2g/.hf=(z1+—)-(^2+—)=h、一hr=A/?YY式中hl、h2分别是A点、、B点的测压管水头，由压差计中的两个测压管读出。3.雷诺数(ReynoldsNum

3、ber)判断流体流动状态。雷诺数的计算公式为：v式中D一圆管内径;v一断而平均速度；V一运动粘度系数当ReRe^(上临界雷诺数)为紊流，Re=4000-12000四、实验要求1.有关常数：实验管内径：D=1.0X10'2m：水的密度：p=998.23kg/m3；运动粘度系数：V=1.0068XI。"2.实验数据记录处理见表6・1。实验装置编号：No.1()水温：T=20°C：动力粘度系数："二1.0050><10心Pa・s：m2/so表6-1流动状态实验数据记录处理表次数%/(102m)%/(102m)V

4、/(lO^m3)t/sQ/(10*m7s；V/(10'2m/s)%/(10'2m)Re155.21899712.579.76106.35737.210564265.446.887516.3853.4265.8091&6653636&756.29872342.9153.17212.55281471.363.995329.7232.0641.1727.44089572.367.488033.3426.3933.0704.93285673.169.376734.5922.1728.2473.82806773.370.171834.0621.0826.8543.22667873.

5、370.579038.5620.4926.0992.82592973.471.176839.4119.4924.8252.324661073.571.652227.8818.7223.8511.923691173.772.356035.7515.6619.9551.41982127472.954643.5612.5315.9671」15861374.273.456855.7910.1812.9690.812881474.373.755267.47&1810.4220.610351574.473.955580.156.928.8210.58761674.474563102.

6、95.476.9700.46921774.674.35401304.155.2920.3526以其中一组数据写出计算实例。以第一组数据为例：Q=V/t=997X10'6/12.50=83.49X10_6m3/sv=Q/A=83.49X10'6/(3.14*0.0lA2/4)=106.357X10'2m/shFhrh2=55.2-18=37.2XIO'2m£)vRe=——=0.01*106.357XIO2/(1.0068X10'6)=10564V3・要求:(1)在双对数坐标纸上绘制hf-v关系曲线图1000.000100.00010.0001.000hf/102m(2)确定

7、下临界点，找出临界点速度人，并写出计算临界雷诺数/?匕的过程。由上图得，临界速度vc=26・lOX102m/sRec=-=0.01X26」XI0-2/(l.0068X10'6)=2592.4v五、实验步骤1.熟悉仪器，扌J开开关水泵启动抽水泵；2.向稳压水箱充水使液面恒定，并保持少量溢流;3.在打开流量调节阀前，检查压差计液面是否齐平。若不平，则须排气；4.将流量调节阀打开，直至流量最大；1.待管内液体流动稳定后，用量简量测水的体积，用秒表测出时间。记录水的体积及所用的时间，同时读取压差计的液柱标高；2.然后再调小流量。在调流