雷诺实验实验报告.doc

雷诺实验实验报告.doc雷诺实验实验报告
西华大学实验报告
开课学院及实验室：交通与汽车工程学院实验时间：
年月日
一、 实验目的
二、 实验设备、仪器及材料
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三、 实验原理
四、 实验步骤
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五、 实验过程记录
记录有关实验常数：
表
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、 实验结果分析及问题讨论
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大学教学实验报告
水利水电学院水利类专业XX年5月5日
雷诺实验
一、实验目的
1•观察层流和紊流的流态及其转换特征。 雷诺数，掌握圆管流态判别准则。3•掌握误差分析在实验 数据处理中的应用。
二、实验原理
1、 实际流体的流动会呈现出两种不同的型态：层流和 紊流，它们的区别在于：流动过程中流体层之间是否发生 混掺现象。在紊流流动中存在随机变化的脉动量，而在层 流流动中则没有，如图1所示。
2、 圆管中恒定流动的流态转化取决于雷诺数。雷诺根 据大量实验资料，将影响流体流动状态的因素归纳成一个 无因次数，称为雷诺数Re,作为判别流体流动状态的准则 Re?
4Q
?D?
式中Q——流体断面平均流量,s
D 圆管直径,mm
?——流体的运动粘度,m2
在本实验中，流体是水。水的运动粘度与温度的关系 可用泊肃叶和斯托克斯提出的经验公式计算
???)??)?10?6
式中?——水在t?C时的运动粘度，m2s； T——水的温 度,?C 0
3、 判别流体流动状态的关键因素是临界速度。临界速
度随流体的粘度、密度以及流道的尺寸不同而改变。流体 从层流到紊流的过渡时的速度称为上临界流速，从紊流到 层流的过渡时的速度为下临界流速。
4、 圆管中定常流动的流态发生转化时对应的雷诺数称 为临界雷诺数，对应
于上、下临界速度的雷诺数，称为上临界雷诺数和下 临界雷诺数。上临界雷诺数表示超过此雷诺数的流动必为 紊流，它很不确定，跨越一个较大的取值范围。而且极不 稳定，只要稍有干扰，流态即发生变化。上临界雷诺数常 随实验环境、流动的起始状态不同有所不同。因此，上临 界雷诺数在工程技术中没有实用意义。有实际意义的是下 临界雷诺数，它表示低于此雷诺数的流动必为层流，有确 定的取值。通常均以它作为判别流动状态的准则，即Re23 20时，紊流
该值是圆形光滑管或近于光滑管的数值，工程实际中 一般取 Re二200 0。
5、 实际流体的流动之所以会呈现出两种不同的型态是 扰动因素与粘性稳定作用之间对比和抗衡的结果。针对圆 管中定常流动的情况，容易理解：减小D,减小？，加大v 三种途径都是有利于流动稳定的。综合起来看，小雷诺数 流动趋于稳定，而大雷诺数流动稳定性差，容易发生紊流 现象。
6、由于两种流态的流场结构和动力特性存在很大的区
别，对它们加以判别并分别讨论是十分必要的。圆管中恒 定流动的流态为层流时，沿程水头损失与平均流速成正比, 而紊流时则与平均流速的〜次方成正比，如图2所示。
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图1
三、 实验装置
四、 实验数据分析
有关常数：管径d =30mm,水温T = 27°C,
运动粘性系数：v = ?10?7m2 /s
表1数据记录表格
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。
三次测量取平均