雷诺实验指导书

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1、《雷诺实验》实验指导书流体力学实验室2006年10月雷诺实验一、实验目的要求1.观察层流、紊流的流态及其转按特征；2•测定临界雷诺数，掌握圆管流态判别准则；3.学习古典流体力学中应用无量纲参数进行实验研究的方法，并了解其实用意义。二、实验装置实验装置如卜•图所示：1自循环供水器2实验台3可控硅无级调速器4恒压水箱5有色水水管6稳水隔板7溢流板8实验管道9实验流量调节阀供水流量由无级调速器调控使恒压水箱4始终保持微溢流的程度，以提高进口前水体稳定度。本恒压水箱述设冇多道稳水隔板，可使稳水时间缩短到3—5分钟。有色水经有色水水管5注入实验管道

2、8,可据有色水散开与否判别流态。为防止自循环水污染，有色指示水采用自行消色的专用色水。三、实验原理流体在管道中流动存在两种流动状态，即层流与湍流。从层流过渡到湍流状态称为流动的转採，管屮流态取决于雷诺数的大小，原因在于雷诺数具有十分明确的物理意义即惯性力与粘性力之比。当雷诺数较小时，管中为层流，当雷诺数较大时，管中为湍流。转按所对应的雷诺数称为临界雷诺数。由于实验过程中水箱中的水位稳定，管径、水的密度与粘性系数不变，因此可用改变管中流速的办法改变雷诺数。雷诺数Re=^=^-=KQV7UlvK=47ldv四、实验方法与步骤1•测记实验的有关

3、常数。1.观察两种流态。打开开关3使水箱充水至溢流水位。经稳定后，微微开启调节阀9,并注入颜色水丁•实验管内使颜色水流成一直线。通过颜色水质点的运动观察管内水流的层流流态。然后逐步开人调节阀，通过颜色水宜线的变化观察层流转变到紊流的水力特征。待管中出现完全紊流后，再逐步关小调节阀，观察由紊流转变为层流的水力特征。3•测定下临界雷诺数。(1)将调节阀打开，使管中呈完全紊流。再逐步关小调节阀使流量减小。当流量调节到使颜色水在全管刚呈现出一稳定直线时，即为下临界状态；(2)待管中出现临界状态时，用重量法测定流量；(3)根据所测流量计算下临界雷诺

4、数，并与公认值(2320)比较。偏离过大，需重测;（4）重新打开调节阀，使其形成完全紊流，按照上述步骤重复测量不少于三次；（5）同时用水箱屮的温度计测记水温，从而求得水的运动粘度。注意：a、每调节阀门一•次，均需等待稳定几分钟；b、关小阀门过程屮，只许渐小，不许开大；c、随出水流量减小，应适当调小开关（右旋），以减小溢流量引发的扰动。*4•测定上临界雷诺数。逐渐开启调节阀，使管屮水流由层流过渡到紊流，当色水线刚开始散开时,即为上临界状态,测定上临界雷诺数1一2次。5.收拾实验台，整理数据。五、实验报告要求1・记录、计算有关常数实验装置台号

5、No：管径d=cm水温t=C°cirT/s0.017751+0.0337/+0.00022W计算常数K=2.整理、记录计算表实验次序颜色水线形态水重柿•时间流量雷诺数阀门开度增（f）或减（J）备注实测下临界雷诺数（平均植）ReC=注：颜色水形态指稳定直线，稳定略弯曲，直线摆动，直线抖动，断续，完全散开等。六、实验分析与讨论1.流态判据为何采用无量纲参数，而不采用临界流速？2.为何认为上临界雷诺数无实际意义，而采用卜•临界雷诺数作为层流与湍流的判据?实测下临界雷诺数为多少？3.雷诺实验得出的圆管流动下临界雷诺数为2320,而目前有些教科书中

6、介绍采用的下临界雷诺数是2000,原因何在？4.分析市层流过渡到湍流的机理何在？