雷诺实验

雷诺实验 1、试验目的 1．​ 观察流体在管内流动的两种不同型态； 2．​ 通过Re值判断流体流动型态。 2、实验原理 流体流动有两种不同形态，即滞流（层流）和湍流（紊流），流体作湍流流动时，其质点作平行于管轴的直线，湍流时流体质点在沿管轴流动时同时还作着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，则雷诺准数可用下式表示： Re= 式中 管子内径m；(本实验 =14mm) 流速m/s 流体密度kg/m3 流体粘度Pa·s 一般认为，Re<2000时，流动型态为滞流，Re>4000时，流动为湍流。Re数在两者之间，有时为滞流，有时为湍流，和环境有关。 对于一定温度的流体，在特定的圆管内流动，雷诺准数仅与流速有关。本实验是改变水在管内的速度，观察在不同雷诺数下流体流型的变化 3、实验装置及流程 如图5-1所示 主要设备：（1）水箱 （2）玻璃实验管 水通过进水阀5不断加入，通过玻璃实验管2流出。由出口阀6控制流速。水箱内多余的水通过溢流口排出，以此保持水位恒定和避免波动。玻璃瓶3内装有红墨水，它借助于本身的位头经装在玻璃管中心细钢针头4注入玻璃管内，由此可观察水在玻璃管中流动的状态。 4、实验步骤 a、了解熟悉雷诺实验装置； b、​ 打开水箱的进水阀，并开动水泵向水箱注水，使槽内的水位达到一定的高度，并保持稳定； c、​ 使红墨水流入管内，调节出口阀，使管内的流体流动状态为层流，记录固定时间内流出的液体体积。改变流速，再测一次； d、​ 调节出口阀，使管内的流体流动状态为过渡态，选两个不同流速，分别记录固定时间内流出的液体体积； e、​ 调节出口阀，使管内的流体流动状态为湍流，选两个不同流速，分别记录固定时间内流出的液体体积； f、​ 关闭红墨水出口旋钮，关闭水泵和进水阀，试验结束。 5、 a、 实验操作时应避免一切震动影响，红墨水流入管及与实验有关的装置都要处于稳定状态，才能获得较为满意的实验结果。 B、调节流体流动状态时，要注意观察，状态稳定以后方能获取结果。 6、实验数据处理示例： 原始数据: 水温t=16.0℃ 管径d=14mm 水密度ρ=998.50kg.m3 粘度 =1.1111×10-3Pa·s 以层流状态时测得体积V=410ml,时间t=77.42s为例，计算Re = = =0.0344 Re= = =432.7