文档介绍：实验雷诺实验一、实验目的1、观察液体流动时的层流和紊流现象。区分两种不同流态的特征,搞清两种流态产生的条件。分析圆管流态转化的规律,加深对雷诺数的理解。2、测定管屮的不同状态下的雷诺数及沿程水头损失。绘制沿程水头损失和断而平均流速的关系曲线,验证不同流态下沿程水头损失的规律是不同的。进一步裳握层流、紊流两种流态的运动学特性与动力学特性。二、实验原理1、液体在运动时,存在着两种根本不同的流动状态。当液体流速较小时,惯性力较小,粘滞力对质点起控制作用,使各流层的液体质点互不混杂,液流呈层流运动。当液体流速逐渐增大,质点惯性力也逐渐增大,粘滞力对质点的控制逐渐减弱,当流速达到一定程度时,各流层的液体形成涡体并能脱离原流层,液流质点即互相混杂,液流呈紊流运动。这种从层流到紊流的运动状态,反应了液流内部结构从量变到质变的一个变化过程。液体运动的层流和紊流两种型态,首先rti英国物理学家雷诺进行了定性与定量的证实,并根据研究结果,提出液流型态可用下列无量纲数来判断:Re=Vd/VRe称为雷诺数。液流型态开始变化吋的雷诺数叫做临界雷诺数。在雷诺实验装置中,通过有色液体的质点运动,可以将两种流态的根本区别清晰地反映出来。在层流中,有色液体与水互不混惨,呈直线运动状态,在紊流中,有大小不等的涡体振荡于各流层之间,有色液体与水混掺。2、在如图所示的实验设备图川,取1-1,1-2两断面,由恒定总流的能量方程知:NS因为管径不变W"2 ・•.hf=(z1+-Ht)-(z2+-H2-)=AhY"Y所以,压差计两测压管水面高差Ah即为1-1和1-2两断面间的沿程水头损失,用重量法或体积法测出流量,并由实测的流量值求得断面平均流速V= 作为lghf和lgv关系曲A线,如下图所示,曲线上EC段和BD段均可用直线关系式表示,由斜截式方程得:Ighfulgk+mlgvlgh!=lgkvmh|=kvmm为直线的斜率十小 1抽仁一lghf式屮:m=tg0二 : lgv^lgv,实验结果表明EC=1,9=45。,说明沿程水头损失与流速的一次方成正比例关系,为层流区。BD段为紊流区,-2次方成比例,即m=~,其中AB段即为层流向紊流转变的过渡区,BC段为紊流向层流转变的过渡区,C点为紊流向层流转变的临界点,C点所对应流速为下临界流速,C点所对应的雷诺数为下监界雷诺数。A点为层流向紊流转变的临界点,A点所对应流速为上临界流速,A点所对应的雷诺数为上临界雷诺数。三、实验设备下图是流态实验装置图。它由能保持恒定水位的水箱,试验管道及能注入有色液体的部分等组成。实验时,只要微微开启出水阀,并打开有色液体盒连接管上的小阀,色液即可流入圆管中,显示出层流或紊流状态。5、有色水水管;6、稳水孔板;7、溢流板;8、实验管道;9、实验流量调节阀供水流量由无级调速器调控,使恒压水箱4始终保持微溢流的程度,以提高进口前水体稳定度。本恒压水箱还设有多道稳水隔板,可使稳水时间缩短到3〜5分钟。有色水经水管5注入实验管道8,可据有色水散开与否判别流态。为防止自循环水污染,有色指示水采用自行消色的专用有色水。四、实验步骤1、开启电流开关向水箱充水,使水箱保持溢流。2、微微开启泄水阀及有色液体盒出水阀,使有色