雷诺实验和伯努利实验报告.docx

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。
2、 测定颜色水在管中的不同状态下的雷诺数及沿程水头损失。绘制沿程考题
液体流态与哪些因素有关?为什么外界干扰会影响液体流态的变化？
雷诺数的物理意义是什么？为什么雷诺数可以用来判别流态？
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？
流态判据为何采用无量纲参数，而不采用临界流速？
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？
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 相同条件下（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
—、实验目的
1、 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
1、 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：
2 2
"1 Pi "2 P2 1
勺8+云 + 一 + 町=+ # +二+ 工人/ (1)
2 p 2 p
式中：m、m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；
P. R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;
P一流体密度，Kg/m； We一液体两截面之间获得的能量，J/Kg;
g 一重力加速度，m / s2； Ehf 一流体两截面之间消耗的能量，J / Kgo
2、 理想流体在管内稳定流动，若无外加能量和损失，则可得到：
2 2
Pl p2
^1^ + —+ — = Z2§+ — + — (2)
2 p 2 p
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。
3、 流体静止，此时得到静力学方程式：
5 _ 提
(3)
Zig + ——=Z2g + —
P P
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内的溢流量，以保持槽内液面稳定，保证流动 系统在整个试验过程中维持稳定流动。
图1柏努利实验装置图
四、实验内容
（-）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（也可在测压管内滴入几滴红墨水），观察A、B、C、 D点处测压管内液柱高低。
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，使导管内水流动（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