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工程流体力学
实验报告
学院: 交通运输工程学院
班级: 交 通 设 备 1206
某某: 邱瑞玢
学号: 1104120907
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雷诺数测定实验
【实验目的】
观察水的层流和紊流的形态与特征;
学习测量和计算流体的雷诺数和临界雷诺数。
【实验原理】
雷诺数是流体惯性力与黏性力的比值,它是一个无因次化的量。
Re ==
雷诺说较小时,粘滞力对流场的影响大于惯性力,流场中流速的扰动会因粘滞力而衰减,流体流动稳定,为层流;反之,假如雷诺数较大时,惯性力对流场的影响大于粘滞力,流体流动较不稳定,流速的微小变化容易开展、增强,形成紊乱、不规如此的紊流流场。
【实验内容】
缓慢调节水量控制阀,观察透明水管中红色水流线的变化。观察水的层流态、紊流态的特征。
找出层流和紊流转换临界点,在临界点测量水的流速,往复测量三次。
根据测量数据计算出水的临界雷诺数。
【实验现象】
当水流流速较低时,水管中水流处于层流状态,示踪剂〔红色墨水〕呈线状,无分散;
逐渐开大控制阀,水流速度加大,呈线状流动的红色墨水开始出现波动,逐渐散开,这时水流处于过渡状态;
再开大控制阀,水流速度继续增大,红色墨水消失,此时水流处于紊流状态。
层流状态
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紊流状态
【实验结果】
实验中,水流束的特征长度l=D=3CM,流速由公式求得,得到V1=,V2=,而水在标准大气压,室温时的动力粘度,如此雷诺数
Re1 ==960
Re2 ==2520
【结果分析】
查阅资料可知一般管道雷诺数Re<2000为层流状态,Re>4000为紊流状态,Re=2000~4000为过渡状态。而本次实验所测得的紊流状态下的雷诺数比理论值小,产生误差的原因为:
偶然误差:观察出现偏差,将水流处于由层流向紊流的过渡状态当作紊流状态,从而测得的水流速度偏小,造成所计算的雷诺数偏小。
系统误差:示踪剂〔红色墨水〕很容易在水中扩散,当处于过渡状态时,由于水流开始产生搅动,从而将红色墨水打散,扩散在水中,造成水流已处于紊流状态的假象,导致误差产生。
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文丘里管实验
【实验目的】
观察文丘里效应,学习文丘里管测量流量的原理和方法。
【实验原理】
文丘里效应,以其发现者,意大利物理学家文丘里〔Giovanni Battista Venturi〕命名。这种效应是指在高速流动的气体附近会产生低压,从而产生吸附作用。利用这种效应可以做出文丘里管。
文丘里管在现今科技开展中得到应用,因为其制造和维护本钱比拟低。
++=+++
基于文丘里效应制造的设备,叫做文丘里xxxx,如文丘里水膜除尘器、文丘里扩散管、文丘里收缩管、文丘里喷射泵、文丘里流量计等。
【实验内容】
认识文丘里管,并观察透明文丘里管内水流产生的文丘里效应。
通过调节流量控制阀,设定高中低三种水流速度,分别测量对应流速下文丘里管的最大压差,并且用量杯和秒表分别测量水流的真实流量。
通过文丘里管和伯努利方程计算出水流速度,与用量杯秒