内科大水力学实验指导01有压管流综合型实验-4雷诺实验.docx

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1、(四)雷诺实验一、实验目的要求1 .观察层流、紊流的流态及其转换特征;2 .测定临界雷诺数,掌握园管流态判别准则;3,学习古典流体力学中应用无量纲参数进行实验研究的方法,并了解其实用意义。二、实验装置本实验的装置如图一所示。图-雷诺实验装置图1 .自循环供水器2.实验台3.可控硅无级调速器4.恒压水箱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W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。本恒压水箱还没有多道稳水隔板,可使稳水时间缩短到35分钟。有色水经有色水 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

2、色指标水采用自行消色的专用色水。三、实验原理X里=平=K0 K = 4V 7dvmiv四、实验方法与步骤1 .测记本实验的有关常数。2 .观察两种流态。打开开关3使水箱充水至溢流水位,经稳定后,微微开启调节阀9,并注入颜色水于实 验管内,使颜色水流成一直线。通过颜色水质点的运动观察管内水流的层流流态,然后逐步 开大调节阀,通过颜色水直线的变化观察层流转变到紊流的水力特征,待管中出现完全紊流 后,再逐步关小调节阀,观察由紊流转变为层流的水力特征。3 .测定下临界雷诺数。(1)将调节阀打开,使管中呈完全紊流,再逐步关小调节阀使流量减小。当流量调节 到使颜色水在全管刚呈现出一稳定直线时,即为下临界状

3、态;(2)待管中出现临界状态时,用体积法测定流量;(3)根据所测流量计算下临界雷诺数,并与公认值(2000)比较,偏离过大,需重 测;(4)重新打开调节阀,使其形成守全紊流,按照下述步骤重复测量不少于三次;(5)同时用水箱中的温度计测记水温,从而求得水的运动粘度。注意:a.每调节阀门一次,均需等待稳定几分钟;b.关小阀门过程中,只许渐小,不许开大;c.随出水流量减小,应适当调小开关(右旋),以减小溢流量引发的扰动。4 .测定上临界雷诺数。逐渐开启调节阀,使管中水流由层流过渡到紊流,当色水线刚开始散开时,即为上临界 状态,测定上临界雷诺数12次。五、实验成果及要求L记录、计算有关常数:实验装置台

4、号NO管径d=cm, 水温t=运动粘度cm2s0.017751 + 0.0337,+ 0.00022 M计算常数K=scm35 .整理、记录计算表表1实验 次序颜色水线形态水体积V (cm3)时间T (s)流量Q (cm3s)雷诺数Rc阀门开度增(t )或减(I )备注实测下临界雷诺数(平均值)Rec =注:颜色水形态指:稳定直线,稳定略弯曲,直线摆动,直线抖动,断续,完全散开等。六、实验分析与讨论1 .流态判据为何采用无量纲参数,而不采用临界流速?2 .为何认为上临界雷诺数无实际意义,而采用下临界雷诺数作为层流与紊流的判据? 实测下临界雷诺数用C与公认值偏离多少?原因何在?3 .雷诺实验得出的园管流动下临界雷诺数为2320,而目前有些教科书中介绍采用的下 临界雷诺数是2000,原因何在?4 .为什么在测定“调小流量过程中,不许有反调?1.分析层流和紊流在运动学特性和动力学特性方面各有何差异?

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