雷诺演示实验

《雷诺演示实验》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、演示实验093858张亚辉17.1雷诺实验17.1.1实验目的（1）观察流体在管内流动的叨种不同型态。（2）确定临界雷诺数。17.1.2基本原理流体流动冇两种不同型态，即滞流（层流）和湍流（絮流），流体作滞流流动时，其质点作平行于管轴的直线运动，湍流时流体质点在沿管轴流动的同时还作杂乱无章的随机运动。雷诺准数是判断流动型态的准数。若流体在圆管内流动，则雷诺准数口J用下式表示：Re二如式屮d管子内径，m；u流速，m/s；P流体密度，kg/m3；U流体黏度，Pa•s。—般认为，Re〈2000时，流动型态为滞流；Re>4000时，流动为湍

2、流。Re在两者之间，有吋为滞流，有吋为湍流，流型不稳，和环境条件有关。—定温度的流体在特定的圆管内流动，雷诺准数仅与流速冇关。本实验是改变水在管内的速度，观察在不同雷诺数卜•流体流型的变化。17.1.3实验装置及设备描述实验装置如图17-1所示。主要设备及仪表（1）水箱I—水箱：2—玻璃试於管：3—颜色水瓶：4—细缝流—进水m：6—进水阀：7—出I1阀:8—排水阀：9一颜色水旋塞：10—温度计：11一细钢针头：12—溢流「1:13—拙水旋塞图17-1雷诺实验装置图前后两而装冇玻璃，可供观察。其尺寸为：氏2m；宽0.45m；高0.6m

3、。(2)玻璃试验管管子内径：直径为27mm；全长为1.8m；其中扩大口长度为300mm；最大口径为120mm。(3)细缝流量计玻璃罩内装有细缝流量计，它由管径为25mm的紫铜管制成，铜管内细缝宽度为2.5mm,刻度0〜210mm；玻璃罩高230mm,内径为142mm,壁厚为5mm,附有细缝刻度与流速关系的校验曲线图。本实验装置中水箱安置于水泥平台上，实验时应避免一切震动影响，方能获得较为满意的实验结果。水通过进水阀6不断加人，为了保持水位恒定和避免波动，水由进口管先流人进水槽5,而后溢流而出，其屮，多余的水经水箱的溢流口泄人下水道屮

4、。玻璃试验管2呈水平位置浸没于水箱内，水由扩大口进人玻璃管，经出口阀7流人细缝流量计4计量，然后泄人卜•水道。流速由出口阀调节。玻璃瓶3内装有红颜色水，它借助于本身的位头经装在玻璃管屮心细钢针头11注人玻璃管内，由此可观察水在玻璃管中流动的状态。17.1.4实验数据水温t二14°C,d=25mm,横截面积0.4909xlQ-3m2,粘度1.1709xlQ-3PaS,流量10-3m3/s流速m/sRe现象10.011110.0226482.5直线20.016670.0339723.8直线30.022220.0453967.1直线40.

5、027780.05661208.4直线50.033330.06791449.7直线60.044440.09051932.2直线微动70.050.1022177.7细线扰动成波状前进80.055550.1132412.5细线螺旋前进90.061110.1242647.4出现弱断裂、漩涡、混合100.077780.1583373.3出现强断裂、漩涡、混合110.095830.1954163.3断裂、混合、逐渐消失120.11110.22634831.5混合130.11890.2425166.7完全混合140.10670.2174632.

6、9断裂、混合、逐渐消失150.09670.1974205.9断裂、漩涡、混合160.065550.1332839.5螺旋前进连成线170.050550.1032199.1直线微动180.038890.0791686.7成一直线直线微动时的雷诺数出现在1932.2和2199.1,平均值为2065.7.断裂、漩涡、混合时的雷诺数在3373.3.3和4205.9,平均值为4184.6.则可认为，Re〈2065・7时,流动型态为滞流；Re>3789・6时,流动为湍流。根据实验测定，上临界雷诺数实测值在3000-5000范围内，与操作快慢，水

7、箱的紊动度，外界干扰等密切相关。有关学者做了大量实验，有的得12000,有的得20000,有的甚至得40000。实际水流中，干扰总是存在的，故上临界雷诺数为不定值，无实际意义。只有下临界雷诺数才可以作为判别流态的标准。凡水流的雷诺数小于下临界雷诺数者必为层流。下临界雷诺数也并非与干扰绝对无关。雷诺实验是在环境的干扰极小，实验前水箱中的水体经长时间的稳定情况卜•，经反复多次细心量测才得出的。而后人的大量实验很难重复得出雷诺实验的准确数值，通常在2000〜2300Z间。因此，从工程实用岀发，教科书中介绍的圆管下临界雷诺数一般是2000o

8、本实验看似很简单，但实验过程中，判断流型时带有很大的主观性。