【机械课件】实验实训4流态观察和雷诺数测定实验.doc

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1、实验实训4流态观察和雷诺数测定实验■、实验日的1.观察各种流态，测定流态与雷诺数的关系。2.了解雷诺实验的原理与方法，了解临界雷诺数的测定方法。(>)图4・1雷诺实验雷诺实验装置如图4・1所示。A为一水箱，通过溢流保持水位不变；B为-玻璃管，通过阀C调节流最。D为盛装染色水的容器，通过细管E将染色水（一般为兰色或黑色）注入管B,F为调节阀门。三、实验说明臼然界屮，流体流动的基本状态有层流及湍流,另外就是处于这两者之问的过渡流。流态决定与雷诺数Re的大小。(4-1)式屮U-平均流速，m/s;d■圆管内径，m;V■流体运动粘度，m2/so雷诺数是

2、流态转变的判据，只要雷诺数达到某一临界数值，就会发生流态的变化,这个雷诺数称为临界雷诺数，记为尺％。实验表明，对于圆直管内的流体流动，/?ev2000属层流运动%>4000属紊流运动20002000属紊流,于是屉*2000Re<2000属层流运动Re>2000属紊流运动在实验屮，实验设备不变，所以d、卩、1/值均是固定不变的。通过控制阀门开度改变流量就改变了Re的值。观察流态的变化可以确定下临界雷诺数R"和上临

3、界雷诺数Rc2的值。四、实验步骤（1）微微开启阀C,让清水在管B中缓缓流动；（2）开启阀F,将染色水注入管B屮；（3）逐渐开犬阀C,以提高管B中水的流速；（4）观察柴个过程中染色水的流动情况，作好记录，或拍下照片。（5）记下当流态改变时的相关数据（主要是流量），记入数据表4—1计算出临界雷诺数。（6）逐渐关小阀门C,降低管B中水的流速，记下流态改变吋的相关数据，记入数据表4—1,计算岀临界雷诺数。五、实验结果1、观察由于管B的清水屮注入了染色水，根据染色水在管中的运动情况可以分析清水的流动状况。管B中流速较低时，染色水在管B屮形成细而直的线条

4、，与清水互不相混。逐渐开大阀C,提高流速。当流速达到一定值时，染色细线开始摆动，呈现波浪形，但仍能保持较为清晰的轮丿郭。继续加人阀门C开度，提高清水流速，可以观察到染色细流与清水混合。当水流速度增至某一数值之后，染色水一口进入水管B立即与清水完全混合，如将轻质塑料屑混入水中以观察其运动轨迹还可发现该状况下管屮有涡流生成。2、临界雷诺数的测定表4一1水温=°C,流体运动粘度"=m2/s,密度P=Kg/m3,管子内径<1=米流量变化情况实验序号流量（m3/s）雷诺数Re流动状况由小变人1234由大变小5678卜临界雷诺数Rel二上临界雷诺数Rc2

5、=汇、实验结论结论:七、思考题I、为什么实验所测的临界雷诺数与理论临界宙诺数有•定的差异？实验数据可能受哪牝因素的影响?为什么有上临界雷诺数和下临界雷诺数两个临界数？