紊流机理与雷诺实验报告

《流体力学》实验报告开课实验室：年月日学院城环学院年级、专业、班姓名成绩课程名称流体力学与水泵实验实验项目名称紊流机理与雷诺实验指导教师教师评语教师签名：年月日一、实验目的1.观察层流、紊流的流态，理解和掌握流体在流动过程中出现的层流和紊流两种流动型态。2.掌握圆管流态的判断标准和方法。3．观察紊流形成的过程，理解紊流产生的机理。4.观察流体在各种绕流运动中阻力的大小，理解流体流动的两种阻力形式。二、实验原理1层流与紊流：.流体质点有条不紊，互不混掺，成层呈线的流动状态称为层流；流体质点互相混掺的流动称为紊流。在这两种不同形态下，流体产生的沿程水头损失和沿程阻力系数规律不同。2.临界雷诺数与流态判别从层流到紊流转变时的流速称为临界流速，此流速下的雷诺数称为临界雷诺。当初始状态流速较小，从层流到紊流到过渡时的临界流速要比初始状态流速较大为紊流时的临界流速大，因此成为上临界流速，对应的雷诺数为上临界雷诺数；反之从紊流到层流的称为下临界雷诺数。3.实际流态的判别：有压圆管流：Re=vd/ν2000为层流运动Re=vd/ν2000为紊流运动无压明渠流：Re=vd/ν500为层流运动Re=vd/ν500为紊流运动3.Re=vdp/μ=vd/ν=4Q/(πd*dν)ν=0.01775/(1+0.03775t+0.000221t*t)三、使用仪器、材料雷诺试验仪由自由循环供水器、恒压水箱、溢流板、稳水孔板、可控硅无极调速器、颜色水箱、控制阀、实验管道、流量调节阀、接水盒、回水管等组成。四、实验步骤1.熟悉装置各部分的功能，记录有关常数2.观察两种流态1）启动电源打开无极调速器，系统开始供水，待水箱充水开始溢流后，调节流量调节阀使其处于某一较小的流量和流速。2）打开颜色水箱下的控制阀，使颜色水经细管道流入实验管内。微调实验管道的流量调节阀的开度，使颜色水流形成一条很细的直线，此时管内水流形成层流流态。3）逐渐加大流量调节阀的开度，呈直线的颜色水质点逐渐消失，此时馆内的流体运动已从层流转化为紊流。3．测定下临界雷诺数通电充水并全开流量调节阀，待溢流后逐步关小阀门，待颜色水在全管内成一稳定直线时即为下临界雷诺数，测流量并进行相关计算。时间应尽量长，Re=2000~2300.测定两次。4.测定上临界雷诺数流量控制阀门由关闭下逐步开启，当红色水于管尾刚开始发散时即为上临界，测定流量并进相关计算。测定一次五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等)序号颜色水形态体积V/cm2时间t/s流量Q/（cm3/s）流速v/(m/s)Re阀门开度增或减（↑）实测上临界临界雷诺数Rek=（↓）（↓）实测下临界临界雷诺数（平均值）Rek=六、实验结果及分析