文档介绍：实验一雷诺实验
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、测定管中的不同状态下的雷诺数及沿程水头损失。绘制沿程水头损失实验一雷诺实验
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、测定管中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面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。进一步掌握层流、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，首先由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二Vd/v
Re
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中，取1-1， 1-2两断面，由恒定总流的能量方程知：
p a V 2 p a V2
z +r + = z +y + + h
1 Y 2g 2 丫 2g f
因为管径不变 V1=V2
h = （z + 斗）-（z +
f 1 Y 2
匕）=△h
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 = A，作为lghf和lgv关系曲
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:
lghf=lgk+mlgv lghf=lgkvm hf=kvm m 为直线的斜率
Igh — lgh
式中： m = tg9= f2 fr
lgv2-lgv1
实验结果表明EC=1, 0=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，沿程水头损失与流速的
~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。