演示實驗二雷諾實驗

演示實驗二雷諾實驗

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1、演示實驗二雷諾實驗一、實驗目的1、建立對層流(湍流)和湍流兩種流動類型的肓觀感性認識。2、觀測雷諾數(shù)與流體流動類型的相互關(guān)系。3、觀察層流中流體質(zhì)點的速度分布。二.基本原理流體的流動類型與雷諾數(shù)的關(guān)系。雷諾(Reynolds)用實驗方法研究流體流動時,發(fā)現(xiàn)影響流動類型的因素除流速外,還有管徑(或當量管徑)d,流體的密度P及粘度U,由此四個物理量組成的無因次數(shù)群Re的值是判定流體流動類型的一個標準。Rev2000~2300時為層流,Re>4000時為湍流,2000

2、義式Re=dup/M來看對同一個儀器d為定值,故u僅為流量的函數(shù)。對于流體水來說,P、P兒乎僅為溫度的函數(shù)。因此確定了溫度及流量,即可求出雷諾數(shù)。注意:雷諾實驗要求減少外界干擾,嚴格要求時應在有避免震動設(shè)施的房間內(nèi)進行。如果條件不具備,演示實驗也可以在一般房間內(nèi)進行。因為外界干擾及管了粗細不均勻等原因,層流的雷諾數(shù)上界達不到2300,只能達到1600左右。層流吋紅墨水成一線流下,不與水相混。湍流時紅黑水與水混旋,分不出界限。三.實驗裝置及儀器圖一雷諾實驗轉(zhuǎn)苴1豔流管;2小瓶;3上水管4細管5冰箱;6?水平玻璃管;幾出口閥門8-溫度計;9-壓差計;

3、10-孔板涼量計實驗設(shè)備見圖1:液面保持一定高度的水箱與玻璃測試管相連,水箱上放有顏色水瓶,用出口閥調(diào)節(jié)流量,用孔板流量計測定流量。實驗管道冇效長度:L=600mm外徑:Do=30mm內(nèi)徑:Di=23.5mm孔板流量計孔板內(nèi)徑:d°=9.0mm四、實驗步龍1.實驗前的準備工作(1)必耍時調(diào)整紅水細管4的位置,使它處于實驗管道6的中心線上。(2)向紅水儲瓶2中加入適量的用水稀釋過的紅墨水。(3)關(guān)閉流量調(diào)節(jié)閥7,打開進水閥3,使白來水充滿水槽,并使其有一定的溢流量。(4)輕輕打開閥門7,讓流體水緩慢流過實驗管道。使紅水全部充滿細管道中。2.雷諾實驗

4、的過程(1)同上面的三.1.(3)o(2)同上面的三.1.(4)o(3)調(diào)節(jié)進水閥,維持盡可能小的溢流雖。(4)緩慢地適當打開紅水流量調(diào)節(jié)夾,即可看到當前水流量下實驗管內(nèi)水的流動狀況(層流流動如下圖二示)。測取此時流量并計算出雷諾準數(shù)。圖二、層流流動示意圖(5)因進水和溢流造成的震動,有時會使實驗管道中的紅水流束偏離管的中心線,或發(fā)生不同程度的左右擺動.為此,可突然暫吋關(guān)閉進水閥3,過一?會兒之后即可看到實驗管道中出現(xiàn)的與管中心線重合的紅色直線。(6)增人進水閥3的開度,在維持盡可能小的溢流量的情況下提高水的流量。并同時根據(jù)實際情況適當調(diào)整紅水流

5、量,即可觀測其他各種流量下實驗管內(nèi)的流動狀況。為部分消除進水和溢流造成的震動的影響,在滯流和過渡流狀況的每一種流量下均對采用四.2.(5)中講的方法,突然暫時關(guān)閉進口閥3,然后觀察管內(nèi)水的流動狀況(過渡流、湍流流動如圖三示)。測取此時流量并計算出雷諾準數(shù)。3.流體在圓管內(nèi)作流體速度分布演示實驗(1)首先將進口閥3打開,關(guān)閉出口閥門7。(2)將紅水流量調(diào)節(jié)夾打開,使紅水滴落在不流動的實驗管路圖三、過渡流、湍流流動示意圖(3)突然打開出口閥門7,在實驗管路屮可以清晰地看到紅水流動所形成的如圖四所示速度分布。圖四、流速分布示意圖4.實驗結(jié)束時的操作⑴關(guān)

6、閉紅水流量調(diào)節(jié)夾,使紅水停止流動。(2)關(guān)閉進水閥3,使自來水停止流入水槽。(3)待實驗管道的紅色消失時,關(guān)閉閥門7。(4)若日后較長時間不用,請將裝置內(nèi)各處的存水放凈。五.實驗注意事項:滯流時,為了使滯流狀況能較快地形成,而R能夠保持穩(wěn)定,第一,水槽的溢流應盡可能的小.因為溢流人時,上水的流最也人,上水和溢流兩者造成的震動都比較人,影響實驗結(jié)果。笫二,應盡量不要人為地使實驗架產(chǎn)生任何的震動.為減小震動,若條件允許,可對實驗架的底而進行固定。六、實驗結(jié)果雷諾實驗數(shù)據(jù)表(溫度:_°C)序號流量流速(m/s)雷諾準數(shù)Re觀察現(xiàn)象流型(m3/s)123

7、4

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