实验1--雷诺实验和柏努利实验---副本.docx

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1、实验一雷诺实验和柏努利实验雷诺实验一、实验目的1、建立对层流（滞流）和湍流两种流动类型的直观感性认识；2、观测雷诺数与流体流动类型的相互关系；3、观察层流中流体质点的速度分布。二、基本原理流体流动类型与雷诺数的关系（1-1）Re<2000～2300时为层流；Re>4000时为湍流；2000

2、将被打散，与管内流体充分混合。三、实验装置图1-1雷诺实验示意图1、墨水罐2、墨水阀3、进水阀4、高位水槽5、溢流管6、流态观察管7、转子流量计8、排水阀四、操作要点a)开启进水阀，使高位槽充满水，有溢流时即可关闭（若条件许可，此步骤可在实验前进行，以使高位槽中的水经过静置消除旋流，提高实验的准确度）。b)开启排水阀及墨水阀，根据转子流量计的示数，利用仪器上的对照图查得雷诺数，并列表记录之。c)逐渐开大排水阀，观察不同雷诺数时的流动状况，并把现象记入表中。d)继续开大排水阀，到使红墨水与水相混旋，测取此时流量并将相应的雷诺数记入表中。e)观察在层流中流体质点的速度分布：

3、层流中，由于流体与管壁间及流体与流体间内摩擦力的作用，管中心处流体质点速度较大，愈靠近管壁速度愈小，因此在静止时处于同一横截面的流体质点，开始层流流动后，由于速度不同，形成了旋转抛物面（即由抛物线绕其对称轴旋转而形成的曲面）。下面的演示可使同学们直观地看到这曲面的形状。预先打开红墨水阀，使红墨水扩散为团状，再稍稍开启排水阀，使红墨水缓慢随水运动，则可观察到红墨水团前端的界限，形成了旋转抛物面。五、数据记录层流Re<900湍流Re>1800六、思考题1、流体的流动类型与雷诺准数的值有什么关系？答：2、为什么要研究流体的流动类型？它在化工过程中有什么意义？答：六、实验讨论柏

4、努利实验(流体机械能转换实验)一、实验目的1、通过实测静止和流动的流体中各项压头及其相互转换，验证流体静力学原理和柏努利方程；2、通过实测流速的变化和与之相应的压头损失的变化，确定两者之间的关系。二、基本原理流动的流体具有三种机械能：位能、动能和静压能，这三种能量可以相互转换。在没有摩擦损失且不输入外功的情况下，流体在稳定流动中流过的各截面上的机械能的总和是相等的。在有摩擦而没有外功输入时，任意两截面间机械能的差即为摩擦损失。机械能可用测压管中液柱的高度来表示，当活动侧头的小孔正对水流方向时，测压管中液柱的高度hag即为总压头（即动压头、静压头与位压头的和）。当活动测头

5、的小孔轴线垂直于水流方向时，测压管中液柱的高度hper为静压头与位压头之和。若令位压头（所测管截面的中心与仪器角铁表面的垂直距离）为HZ，静压头为HP，动压头为HV，总压头为HS，则有：三、实验装置图2-1柏努利方程实验示意图1、一号测压管2、二号测压管3、三号测压管4、四号测压管5、水流量调节阀6、水箱7、循环水泵8、上水槽四、操作要点1、验证流体静力学原理开动循环水泵，关闭出口阀5，这时测压管液面高度均相同，且与活动测头位置无关，这说明当流体静止时，其内部各点的压强值与深度和流体密度有关。请同学们思考，此时测压管中液柱的高度决定于什么？答：数据测压点序号1234水流

6、量调节阀关闭45502、观察流体流动时的压头损失打开水流量调节阀5（小流量）并使各测头的小孔垂直于流动方向，在测压管上读取每个测压点的指示值，并把实验数据列表记录。请回答：1、2、3、4号测压管指示值是按什么规律变化的？为什么会这样变化？测压点序号1234开阀无动能3240320026502150答：3、动静压头和位压头的相互转化旋转2号及3号测压管的活动手柄，使测压头的小孔正对流动方向后，在测压管上的示值即为此点的总压头，记下数据，计算这两点的动能，并进行比较。四个测压点所在管截面的内径截面中心距角铁的高度如下：测压点序号1234管截面内径（m）0.0100.0210

7、.0100.010管中心高度（m）0.0650.0650.0650.010答：数据测压点序号1234开阀有动能3240325029202150五、实验讨论