《流体力学及机械》课程教学资源（实验指导）实验二 雷诺实验

实验二雷诺实验一、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。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。绘制沿程水头损失和断面平均流速的关系曲线，验证不同流态下沿程水头损失的规律是不同的。二、实验原理液体在运动时，存在着两种根本不同的流动状态。当液体流速较小时，惯性力较小，粘滞力对质点起控制作用，使各流层的液体质点互不混杂，液流呈层流运动。当液体流速逐渐增大，质点惯性力也逐渐增大，粘滞力对质点的控制逐渐减弱，当流速达到一定程度时，各流层的液体形成涡体并能脱离原流层，液流质点即互相混杂，液流呈紊流运动。通过雷诺数来判定两种流态：Re=Vd/ v流量由小到大变化时，由层流转变为紊流的雷诺数称为上临界雷诺数：流量由大到小变化时，由紊流转变为层流的雷诺数称为下临界雷诺数。三、实验步骤1、开启水泵开关向水箱充水，使水箱保持溢流。2、微微开启泄水阀及有色液体盒出水阀，使有色液体流入管中。调节泄水阀，使管中的有色液体呈一条直线，此时水流即为层流。3、慢慢加大泄水阀开度，观察有色液体的变化，在某一开度时，有色液体由直线变成波状形。4、继续逐渐开大泄水阀开度，使有色液体由波状形变成微小涡体扩散到整个管内，此时管中即为紊流。并用体积法测定管中过流量。5、以相反程序，即泄水阀开度从大逐渐关小，再观察管中流态的变化现象。并用体积法测定管中过流量。6、重复平行实验，上临界和下临界雷诺数经多次测量取平均值。四、实验数据计算和处理实验记录表1、次数V1Vs临界流速临界雷诺数附注(s)×10-m3(m/s)Rekuk(m/s)实验管内径：1d=mm2水温：℃34562、实验数据计算

实验二 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。 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。绘制沿程水头损失和断 面平均流速的关系曲线，验证不同流态下沿程水头损失的规律是不同的。 二、实验原理 液体在运动时，存在着两种根本不同的流动状态。当液体流速较小时，惯性力较小，粘 滞力对质点起控制作用，使各流层的液体质点互不混杂，液流呈层流运动。当液体流速逐渐 增大，质点惯性力也逐渐增大，粘滞力对质点的控制逐渐减弱，当流速达到一定程度时，各 流层的液体形成涡体并能脱离原流层，液流质点即互相混杂，液流呈紊流运动。通过雷诺数 来判定两种流态： Re=Vd/ν 流量由小到大变化时，由层流转变为紊流的雷诺数称为上临界雷诺数；流量由大到小变 化时，由紊流转变为层流的雷诺数称为下临界雷诺数。 三、实验步骤 1、开启水泵开关向水箱充水，使水箱保持溢流。 2、微微开启泄水阀及有色液体盒出水阀，使有色液体流入管中。调节泄水阀，使管中 的有色液体呈一条直线，此时水流即为层流。 3、慢慢加大泄水阀开度，观察有色液体的变化，在某一开度时，有色液体由直线变成 波状形。 4、继续逐渐开大泄水阀开度，使有色液体由波状形变成微小涡体扩散到整个管内，此 时管中即为紊流。并用体积法测定管中过流量。 5、以相反程序，即泄水阀开度从大逐渐关小，再观察管中流态的变化现象。并用体积 法测定管中过流量。 6、重复平行实验，上临界和下临界雷诺数经多次测量取平均值。 四、实验数据计算和处理 1、实验记录表 次数 V t Vs 临界流速 临界雷诺数 附注 ×10-3m3） （s） (m3 /s) uk(m/s) Rek 实验管内径： d= mm 水温： ℃ 1 2 3 4 5 6 2、实验数据计算

-uridRer=VVsVsm/suk=A元d2/4m?/st式中：V—一水的运动粘度（根据实验的水温，从水的粘温曲线上查得）A一一实验管内横截面积，muk一临界流速，m/sVs一一体积流量，m/s五、结果分析及讨论1、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？2、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？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？

Rek= v uk  d uk= / 4 2 d Vs A Vs  = m/s Vs= t V m3 /s 式中：  ——水的运动粘度 （根据实验的水温，从水的粘温曲线上查得） A——实验管内横截面积，m 2 uk——临界流速，m/s Vs——体积流量，m 3 /s 五、结果分析及讨论 1、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? 2、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？ 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？