文档介绍：实验实训4流态观察和雷诺数测定实验
一、实验目的
观察各种流态,测定流态与雷诺数的关系。
了解雷诺实验的原理与方法,了解临界雷诺数的测定方法。
二、实验装置
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为一玻璃管,通过阀C调节流量。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
自然界中,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间的过渡流。流态决定与雷诺数Re的大小。
Re= (4-1)
式中
–平均流速,m/s;
-圆管内径,m;
-流体运动粘度,m2/s。
雷诺数是流态转变的判据,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Recr。实验表明,对于圆直管内的流体流动,
Re<2000 属层流运动
Re>4000 属紊流运动
2000< Re <4000属过渡流运动
过渡流状态有一定的不稳定性,有时为层流,有时为紊流,但以紊流居多。在实际工程计算中,为简化分析,认为Re >2000属紊流,于是
Recr=2000
Re <2000 属层流运动
Re >2000属紊流运动
在实验中,实验设备不变,所以d、ρ、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Re1和上临界雷诺数Re2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中;
(3)逐渐开大阀C,以提高管B中水的流速;
(4)观察整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,记下流态改变时的相关数据,记入数据表4-1,计算出临界雷诺数。
五、实验结果
1、观察
由于管B的清水中注入了染色水,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中形成细而直的线条,与清水互不相混。逐渐开大