雷诺系数实验

실험1레이놀수측정一.实验目的1.观察层流，湍流现象.2.熟悉Re的计算，了解Re与层流，湍流所对应的范围.二.实验原理图1-1图1-2流体经玻璃管时，把有色液体送到玻璃管入口以后的中心位置上，可以观察到管内流速不大时，有色液体成一条直线平稳地流过整个玻璃管.当流体速度增加到一定程度时有色液体在流体中散开，使整个玻璃管呈现均匀的颜色.从上所示流体流动有两种不同的类型.一种是如图1-1的流动称为滞流或层流；另一种是如图1-2流动称为湍流或紊流.无論是滞流或湍流，在管道任意截面上流体质点的速度沿管径而变，管壁处速度为零，离开管壁以后的速度渐增，到干中心最大.速度在管道截面上的分布规律因流动类型而異.理論与实践證明层流与湍流在管道中的速度分布，如图1-3所示，(a)是滞流时速度分布；(b)是湍离时速度分布；(c)属于理想流体。图1-3湍流和滞流在管中心处最大速度与平均速度有如下关系：滞流：u=0.8umax(1)湍流：u=0.5umax(2)流体管内径为D[m]、平均流速为u[m/s]流体的密度[Kg/m3]流体粘度为[smkg/];质量流量为G[Kg/s]时，雷诺数DuNRe=Du=]/[]/][/][[3mskgmkgsmm=[-](3)可见，Re是无因次数，所以无論采用任何单位制，只要数群中个物理量的单位一致，所算出的Re值必相等。流体在直管内流动时，当Re≤2000时流体的流动类型属于滞流；当Re≥4000时流体的流动类型属于湍流；当Re值在2000～4000时，可能是滞流，也可能是湍流，所以将这一范围称之为不稳定的过度区，即临界区.三.装置图图1-4数测定实验装置1.进水阀2.排水阀3.针阀(Ink调节阀)4.颜色瓶5.流量调节阀6.水平调节螺丝7.排水阀8.Ink针9.旋转装置10.尺11.量筒12.喇叭型管13.玻璃测定管14.流体流动缓和膜15.益流箱16.给水稳流管17.水槽四.实验准备物1.雷诺数测定装置(图1-4)2.Ink3.秒表4.量筒5.水平尺6.温度计五.实验步骤1.实验准备工作①往水槽里装满水，确认益流箱是否流出水.②颜色瓶里加Ink.③打开1／2的控制阀，再开针阀确认Ink是否流出来.④水平尺和水平调节螺丝来调节水平。2.测定①测定水温度，求出该温度下的密度和粘度.②打开流量调节阀，使水槽内的水通过测定管流到外部.③打开针阀(Ink调节阀)，调节流量使流动类型为滞流、湍流、过度区时，观察颜色部分，而且测定各流动类型时的流量.④实验结束后，关自来水，通过排水阀把水槽里的水全部排出去。六.数据处理测定管直径D(cm)=2cm水温(℃)=水的密度(Kg/m3)=水的粘度(smkg/)=12345678测定数据流出时间流出体积计算数据流量流速Re判斷流动类型七.思考题1.流体流动有几种形态，判断依据是什么？2.影响流动形态的因素有哪一些？3.有人说可以只用流速来判断管中流动形态，流速低于某一具体数值是层流否则是湍流，你认为这种看法对否？在什么条件下可以只由流速的数值来判断流动形态？4.研究流动状态对化工过程有何意义？