流体力学实验.doc

实验一 雷诺实验一、,建立层流、湍流的感性认识。。二、基本原理流体有两种不同形态即滞流(层流)和湍流(紊流)。流体作滞流流动时,其质点作平行于管轴的直线运动,滞流时流体质点在沿管轴流动的同时,还作着杂乱无章的随机运动。雷诺准数是判断流动型态的准数,:式中——管子内径(㎜);——流速(m/s);——流体密度(kg/m3)——流体粘度(Pa?S)一般认为:<2000时,流动形态为滞流。>4000时,流动形态为湍流。数在两者之间有时为滞流,有时为湍流,和环境有关。对于一定温度的流体,在特定的圆管内流动,雷诺准数仅与流速有关,本实验是改变水在管内的速度,观察在不同雷诺数下流体流型的变化。三、装置流程水箱(正面装有有机玻璃,可供观察):670×600×600㎜有机玻璃实验管:mm L=1200㎜转子流量计:  型号LZB-25   量程100-10001/H型号LZB-1O   量程10-1001/H四、,充满1/2水箱时,加入墨水再充水。开启出水阀,排除管路系统中的空气。,水由进口管先流入进水槽后由小孔流入水箱,其中多余的水经溢流口泄入下水道中。(普通温度计)(红墨水也可)加入贮瓶内。,先启开流量计少许,调节针型阀,控制着色水的注入速度。,观察着色水流的变化。五、数据记录年 月 日  水温N0流量ml/h流速Um/s现象1    2    3    4    5         实验二 伯努利方程一、,加深对能量互相转化概念的理解。、扩大管段时,各截面上静压头之变化。二、实验原理不可压缩的流体在导管中作稳态流动,由于导管截面的改变致使各截面上的流速不同。而引起相应的静压头之变化,其关系可由流动过程中能量衡算式描述,即:对于水平玻璃导管,阻力很小可以忽略时则上式变为:因此,由于导管截面发生变化引起流速的变化,致使部分静压头转化成动压头,它的变化可由各玻璃管水柱高度指示出来。三、  (带尺)      :700mm  管内径:φ25mm  文氏管长:300mm贮水槽:250×500×300四、(红色)水充入水箱(2/3为宜),启动水泵。“2”,逐步增大阀“1”的开度,让液体充满测试管内,并排尽管内空气。“2”的开度,观察压力的变化。注意:不要让测压点“A”上的压力过低,,可将测压管“A”上的蝴蝶夹将橡胶管夹紧(此时假如打开此夹,便可观察到文氏管喉门处为负压,气体不断被吸入)。五、数据处理(自行设计表格)实验三 流体流动阻力的测定一、、管件和阀门时阻力损失的一般实验方法。,验证在一般湍流区内λ与Re的关系曲线。、阀门时的局部阻力系数。。、阀门,并了解其作用。二、基本原理流体通过由直管、管件(如三通和弯头等)和阀门等组成的管路系统时,由于粘性剪应力和涡流应力的存在,要损失一定的机械能。流体流经直管时所造成机械能损失称为直管阻力损失。流体通过管件、阀门时因流体运动方向和速度大小改变所引起的机械能损失称为局部阻力损失。,阻力损失为:(1)即,                      (2)式中:λ—直管阻力摩擦系数,无因次;d—直管内径,m;—流体流经l米直管的压力降,Pa;  —单位质量流体流经l米直管的机械能损失,J/kg;  ρ—流体密度,kg/m3;        l—直管长度,m;          u—流体在管内流动的平均流速,m/s。滞流(层流)时,(3)(4)式中:Re—雷诺准数,无因次;μ—流体粘度,kg/(m·s)。湍流时λ是雷诺准数Re和相对粗糙度(ε/d)的函数,须由实验确定。由式(2)可知,欲测定λ,需确定l、d,测定、u、ρ、μ等参数。l、d为装置参数(装置参数表格中给出),ρ、μ通过测定流体温度,再查有关手册而得,u通过测定流体流量,再由管径计算得到。例如本装置采用涡轮流量计测流量,V,m3/h。(5)可用U型管、倒置U型管、测压直管等液柱压差计测定,或采用差压变送器和二次仪表显示。(1)当采用倒置U型管液柱压差计时(6)式中:R-水柱高度,m。(2)当采用U型管液柱压