雷諾系數(shù)實(shí)驗(yàn)

1、1 一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.觀察層流，湍流現(xiàn)象. 2.熟悉Re的計(jì)算，了解Re與層流，湍流所對(duì)應(yīng)的范圍. 二.實(shí)驗(yàn)原理 圖1-1 圖1-2 流體經(jīng)玻璃管時(shí)，把有色液體送到玻璃管入口以后的中心位置上，可以觀察到管內(nèi)流速不大時(shí)，有色液體成一條直線平穩(wěn)地流過(guò)整個(gè)玻璃管.當(dāng)流體速度增加到一定程度時(shí)有色液體在流體中散開，使整個(gè)玻璃管呈現(xiàn)均勻的顏色.從上所示流體流動(dòng)有兩種不同的類型.一種是如圖1-1的流動(dòng)稱為滯流或?qū)恿?；另一種是如圖1-2流動(dòng)稱為湍流或紊流.無(wú)論是滯流或湍流，在管道任意截面上流體質(zhì)點(diǎn)的速度沿管徑而變，管壁處速度為零，離開管壁以后的速度漸增，到干中心最大.速度在管道截面上的分布規(guī)律因流動(dòng)類型而異.

2、理論與實(shí)踐證明層流與湍流在管道中的速度分布，如圖 1-3所示，(a)是滯流時(shí)速度分布；(b)是湍離時(shí)速度分布；(c)屬于理想流體。 圖1-3 湍流和滯流在管中心處最大速度與平均速度有如下關(guān)系： 滯流：u=0.8umax (1) 湍流：u=0.5umax (2) 流體管內(nèi)徑為Dm、平均流速為um/s流體的密度Kg/m流體粘度為; 質(zhì)量流量為 G Kg/s時(shí)，雷諾數(shù) N = =- (3) 可見，Re是無(wú)因次數(shù)，所以無(wú)論采用任何單位制，只要數(shù)群中個(gè)物理量的單位一致，所算出的Re值必相等。流體在直管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，當(dāng)Re2000時(shí)流體的流動(dòng)類型屬于滯流；當(dāng)Re4000時(shí)流體的流動(dòng)類型屬于湍流；當(dāng)Re值在20

3、004000時(shí)，可能是滯流，也可能是湍流，所以將這一范圍稱之為不穩(wěn)定的過(guò)度區(qū)，即臨界區(qū). 三.裝置圖 圖1-4 數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)裝置 1.進(jìn)水閥 2.排水閥 3.針閥(Ink調(diào)節(jié)閥) 4.顏色瓶 5.流量調(diào)節(jié)閥 6.水平調(diào)節(jié)螺絲 7.排水閥 8.Ink針 9.旋轉(zhuǎn)裝置 10.尺 11.量筒 12.喇叭型管 13.玻璃測(cè)定管 14.流體流動(dòng)緩和膜 15.益流箱 16.給水穩(wěn)流管 17.水槽 四.實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備物 1. 雷諾數(shù)測(cè)定裝置(圖1-4) 2. Ink 3. 秒表 4. 量筒 5. 水平尺 6. 溫度計(jì) 五.實(shí)驗(yàn)步驟 1.實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作 往水槽里裝滿水，確認(rèn)益流箱是否流出水. 顏色瓶里加Ink. 打開1

4、2的控制閥，再開針閥確認(rèn)Ink是否流出來(lái). 水平尺和水平調(diào)節(jié)螺絲來(lái)調(diào)節(jié)水平。 2.測(cè)定 測(cè)定水溫度，求出該溫度下的密度和粘度. 打開流量調(diào)節(jié)閥，使水槽內(nèi)的水通過(guò)測(cè)定管流到外部. 打開針閥(Ink調(diào)節(jié)閥)，調(diào)節(jié)流量使流動(dòng)類型為滯流、湍流、過(guò)度區(qū)時(shí)，觀察顏色部分，而且測(cè)定各流動(dòng)類型時(shí)的流量. 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，關(guān)自來(lái)水，通過(guò)排水閥把水槽里的水全部排出去。 六.數(shù)據(jù)處理 測(cè)定管直徑 D(cm)=2cm水溫()=水的密度 (Kg/m)= 水的粘度 ()=12345678測(cè)定數(shù)據(jù)流出時(shí)間流出體積計(jì)算數(shù)據(jù)流量流速Re判斷流動(dòng)類型七.思考題 1.流體流動(dòng)有幾種形態(tài)，判斷依據(jù)是什么？ 2.影響流動(dòng)形態(tài)的因素有哪一些？ 3.有人說(shuō)可以只用流速來(lái)判斷管中流動(dòng)形態(tài)，流速低于某一具