雷诺实验和伯努利实验报告.doc

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实验七 雷诺实验
一、实验目的
1、观察液体流动时的层流和紊流现象。区分两种不同流态的特征，搞清两种流态产生的条件。分析圆管流态转化的规律，加深对雷诺数的理解。的物理意义是什么？为什么雷诺数可以用来判别流态？
3．临界雷诺数与哪些因素有关？为什么上临界雷诺数和下临雷诺数不一样？
4．流态判据为何采用无量纲参数，而不采用临界流速？
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5．分析层流和紊流在动力学特性和运动学特性方面各有何差异？
6．为何认为上临界雷诺数无实际意义，而采用下临界雷诺数作为层紊流的判据？本实验中如在一样条件下〔环境、温度、仪器设备等〕测出下临界雷诺数与所测上临界雷诺数有何异同？为什么？
柏努利实验
一、实验目的
l、研究流体各种形式能量之间关系及转换，加深对能量转化概念的理解;
2、深入了解柏努利方程的意义。
二、实验原理
l、不可压缩的实验液体在导管中作稳定流动时，其机械能守恒方程式为：
〔1〕
式中：ul、u2一分别为液体管道上游的某截面和下游某截面处的流速，m／s；
P1、P2一分别为流体在管道上游截面和下游截面处的压强，Pa；
zl、z2一分别为流体在管道上游截面和下游截面中心至基准水平的垂直距离，m;
ρ一流体密度，Kg／m； We—液体两截面之间获得的能量，J／Kg;
g一重力加速度，m／s2； ∑hf一流体两截面之间消耗的能量，J／Kg。
2、理想流体在管稳定流动，假设无外加能量和损失，那么可得到：
〔2〕
表示1kg理想流体在各截面上所具有的总机械能相等，但各截面上每一种形式的机械能并不一定相等，但各种形式的机械能之和为常数，能量可以相互转换。
流体静止，此时得到静力学方程式：
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〔3〕
所以流体静止状态仅为流动状态一种特殊形式。
三、实验装置及流程
试验前，先关闭试验导管出口调节阀，并将水灌满流水糟，然后开启调节阀，水由进水管送入流水槽，流经水平安装的试验导管后，试验导管排出水和溢流出来的水直接排入下水道。流体流量由试验导管出口阀控制。进水管调节阀控制溢流水槽的溢流量，以保持槽液面稳定，保证流动系统在整个试验过程中维持稳定流动。
d=18mm
d=30mm
图 1 柏努利实验装置图
四、实验容
〔一〕演示
1、静止流体的机械能分布及转换
将试验导管出口阀全部关闭，以便于观察〔也可在测压管滴入几滴红墨水〕，观察A、B、C、D点处测压管液柱上下。
2、一定流量下流体的机械能分布及转换
缓慢调节进水管调节阀，调节流量使溢流水槽中有足够的水溢出，再缓慢慢开启试验导管出口调节阀，使导管水流动〔注意出口调节阀的开度，在实验中能始终保持溢流水槽中有水溢出〕，当观察到试验导管中部的两支测压水柱略有差异时，将流量固定不变，当各测压管的水柱高度稳定不变时，说明导管流动状态稳定。可开场观察实验现象。
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3、不同流量下稳定流体机械能分布及转换
连续缓慢地开启试验导管的出口阀，调节出口阀使流量不断加大，观察A、B、C、D处测压管液柱变化。
〔二〕实验
1、流量一定，确定流体各截面静压能．
接演示局部，试验导管流量到达稳定后，取一量筒和秒表，在导管出口，用体积法测流量，并对压差计读数进展校核看是否与式〔2〕计算结果相等。
五、实验结果与数据处理
1、实验设备根本参数 dl=30 mm ， d2=18 mm
2、实验数据记录及整理
表1 实验记录表
序号
H,
h1
h2
h3
h4
h5
h6
h7
h8
V，ml
t,s
1
3325
3380
3310
3310
3310
3320
3250
3320
1000

2
3310
3370
3310
3310
3290
3300
3220
3300
1000

3
3200
3300
3200
3210
3200
3205
3100
3190
1000

1、计算压强：由压强换算公式: 得：
例：3325=
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2、计算速度：由 公式得：
列举序号1计算如下：
表2 实验结果整理表
序号
静压强，Pa
1
32616
32469