流体力学实验指导书

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1、实验一雷诺实验一、实验目的1、增加对两种流态的感性认识．2、掌握测雷诺数的方法．二、实验原理实际流体在同一边界条件下流动时，由于速度不同，产生不同的流动形态－层流和紊流当流速较小时，液体质点做有条不紊的线状运动，彼此互不混杂，称这种流动状态为层流．当流速增加到某一定数值后，液体质点在沿管轴方向运动过程中，互相混掺，呈杂乱无章的运动称此流为紊流．运动的流体，受惯性力和粘滞力的作用，当惯性力占主导地位时，一般为紊流．当粘滞力占主导地位时，一般呈现层流．不同的流动类型，具有不同的阻力规律．在层流时水头损失∆P／γ与平均流速V成正比，而在紊流时∆P／

2、γ则于Vn成正比例，其中指数值n在.１.７５～２.０之间．判别液体流动型态的准则是被称之为雷诺数的无因次数Rе式中：――雷诺数（无因次数）　　　――液体断面平均速度（m／s）－－管径(m)――液体的运动粘度系数（㎡／s）当≤2000时为层流,＞2000为紊流。由于所以.μ――液体的动力粘度系数，单位是Pa.•s,即（Ｎ•s／㎡）三、实验设备１、雷诺实验装置１套；２、量筒１个；３、温度计１支；４、秒表１块．四、实验步骤１、试验前的准备工作　　关闭泄水阀门Ｄ，打开进水阀Ｃ，并调节到整个试验过程中都有溢流水从溢流板溢流而过，以保证水箱中有稳定的水头

3、．２、试验前的观察　将阀门Ａ微微开启，同时微开阀门Ｂ，使颜色水与清水同时从玻璃管中流过，调节到颜色水呈一条细线．此时即为层流状态，然后再将阀门Ａ逐渐开大，直至颜色水纹线破碎，并将清水完全掺混，此时为紊流状态．３、由层流到紊流的测试　＜１＞调节阀门Ａ，使流动成为层流状态．注意颜色水纹线应达到清晰稳定．＜２＞逐渐地缓缓开启阀门Ａ．同时注意玻璃管中段颜色水纹线的变化．当颜色水纹线开始破碎，分散成许多细线（偶尔出现集中的颜色水线）时，即表示已达到紊流状态，即上临界状态，此时立即停止开启阀门Ａ的工作．　＜３＞待水流稳定后，则可用量筒和秒表，应用体积法测

4、定管内流量Ｑ．　＜４＞测定水的温度，以便查表确定水的运动粘性系数ν值．＜５＞将（２）至（４）步重复做三次　４、由紊流到层流的测试＜１＞先将管中水流调节到紊流状态．＜２＞逐渐地缓缓关闭阀门Ａ，同时注意玻璃管中段水流状态的变化，当开始出现一条颜色线时，即表示已达到层流状态或者说已达到了下临界状态，立即关掉阀门Ａ的工作，并观察颜色水线是否连续稳定．＜３＞待颜色水纹线连续而稳定后，仍用体积法测算管中的流量Ｑ．＜４＞测定水温．＜５＞将（２）至（４）步重复做三次五、实验注意事项1、调节阀门Ａ时必须缓慢进行，并且在调节过程中阀门只允许往一个方向进行，中间不

5、可逆转．2、为了避免玻璃管出口和入口对水流状态的影响，观察应以中段为准．3、在整个试验过程中要特别注意保持安静，以防环境对试验的干扰．六、实验报告1、对所测数据进行处理，求上临界雷诺数与下临界雷诺数所测数据如下：水的温度：_________℃,水的运动粘度：_______㎡／s，水管直径：__0.013___m；次数流态性质水的体积（m3）测量时间（s）1层流—紊流2层流—紊流3层流—紊流1紊流—层流2紊流—层流3紊流—层流数据处理：次数流量（m3/s）速度（m/s）雷诺数层流—紊流123紊流—层流123分析误差产生原因：七、实验体会实验二局

6、部阻力损失测试实验一、实验目的1、测定管路突然扩大局部阻力系数值，并与理论公式ξ=（D2/d2-1）2的计算值比较2、通过本实验掌握一般局部阻力系数的测定。二、实验装置三、实验原理及基本计算公式1、局部阻力系数的实验值：以管路中心线为基准面，列Ⅰ、Ⅱ两断面伯诺里方程式：因为α1=α2≈1；Z1=Z2；hw=hj则局部损失：因为：hj＝ξ·V２２／２g则有ξ＝hj·２g／V２２故　　为测定局部阻力系数ξ值，需测量Ⅰ、Ⅱ断面压力差和流量Q（用以计算流速V1及V2）（1）压力差的测定（2）利用水比压力计测量，如图所示。因为P1=P2′+γ·Z1P1

7、′＝P2′＋γ（Z3－Z2）　　　　　　　　　　　　　P2＝P2′＋γ·Z４所以P1－P2＝P2′+γ（Z3－Z2）＋γZ1－P2′－γ·Z4即（２）流量的测定利用直角三角堰法Q=CH5/2(m3/s)式中C――流量系数，取C≈1.4H――堰顶水头，H=Hˊ-H0(M)（３）流速计算：；２、局部阻力系数的理论计算值：四、实验步骤1、开关水门1、2、B，关水门3。缓缓开启水门A，待1、4管中有水柱上来后再关闭水门1、2。注意各个测压管中都要保留一定的空气柱。2、全开水门B，利用水门A调节流量，将水门A打开1/4，待测压管中液面稳定后，记下比压上

8、读数Z1、Z2、Z3、及Z4值。同时测定量水堰测针读数H′。1、逐渐打开水门A，重复第２步骤，共做四次。五、实验报告数据测试：细管直径d=0.025m，粗管D=０.