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实 验 二 流态观察及流态与雷诺数关系

实 验 二 流态观察及流态与雷诺数关系. （一）实验目的 1 、用流动可视化的方法，观察流体流动的层流和湍流状态。从而对粘性流体流动得到一些感性认识。 2 、通过实验进一步加深理解判别流态的无量纲准数 —— 雷诺数的意义。. （二）实验设备 装置如图 2 — 1 所示，主要由恒水箱，玻璃圆管，转子流量计和加染色水的机构组成。实验时，打开进水阀，使水箱充满水并保持溢流，这样就形成一个恒定的水头。玻璃圆管末端装有调节阀，用以调节管内流速，色水瓶下面的细管一直伸到玻璃圆管入口的中央。开启色水细管上的小阀，色水即可流入圆管之中。利用转子流量计测量流体的流量。.

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实 验 二 流态观察及流态与雷诺数关系

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Presentation Transcript

  1. 实 验 二流态观察及流态与雷诺数关系

  2. （一）实验目的 1、用流动可视化的方法，观察流体流动的层流和湍流状态。从而对粘性流体流动得到一些感性认识。 2、通过实验进一步加深理解判别流态的无量纲准数——雷诺数的意义。

  3. （二）实验设备 装置如图2—1所示，主要由恒水箱，玻璃圆管，转子流量计和加染色水的机构组成。实验时，打开进水阀，使水箱充满水并保持溢流，这样就形成一个恒定的水头。玻璃圆管末端装有调节阀，用以调节管内流速，色水瓶下面的细管一直伸到玻璃圆管入口的中央。开启色水细管上的小阀，色水即可流入圆管之中。利用转子流量计测量流体的流量。

  4. 图2-1流态实验装置简图

  5. （三）实验原理 人们在有关流动阻力广泛实验研究中发现流体的流动状态，有层流与湍流之分。英国物理学家雷诺首先用流动可视化的办法证实了流动中确实存在着层流与湍流两种状态。这对流体沿管流动受到的阻力规律，给出合理的解释。 雷诺不仅形象地揭示两种不同的流态，而且通过大量的实验建立一个判别流态的无量纲准数—雷诺数 当Re<2300时，流体流动属于层流区。 当2300<Re<4000时，流体流动属于过渡区。 当Re>4000时，流体流动属于湍流区。

  6. （四）实验项目 1、观察层流的速度分布。 2、观察流态与雷诺数的关系。 （五）实验步骤 1、首先熟悉实验设备记录下水温及管道直径。 2、在玻璃管的水静止情况下加入墨水，将针头附近2～3厘米的水染上颜色，然后停加墨水，打开阀2，使玻璃管的水流动处在层流下运动，观察墨水的流动情况。 3、开进水阀1，保持恒位水箱有少量溢流。实验从小流量到大流量，然后从大流量到小流量观察染色水迹线形状。

  7. （六）数据整理 水温t= ； 管径d= ； 密度ρ= ； 运动粘度ν= ；

  8. 实验数据记录表格（Ⅱ）

  9. （七）思考题 1、在实验过程中，你是否发现在敲敲水箱。拍拍实验台或有着其它振动因素的影响时，染色水线都会有变化？为什么？ 2、层流时染色水的迹线是否就是流线？ 3、你是否能测出上临界雷诺数（Re=2300）和下临界雷诺数（Re=4000）？

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