內(nèi)科大水力學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)01有壓管流綜合型實(shí)驗(yàn)-4雷諾實(shí)驗(yàn)

（四）雷諾實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?．觀察層流、紊流的流態(tài)及其轉(zhuǎn)換特征；2．測(cè)定臨界雷諾數(shù)，掌握?qǐng)@管流態(tài)判別準(zhǔn)則；3．學(xué)習(xí)古典流體力學(xué)中應(yīng)用無(wú)量綱參數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的方法，并了解其實(shí)用意義。二、實(shí)驗(yàn)裝置本實(shí)驗(yàn)的裝置如圖一所示。供水流量由無(wú)級(jí)調(diào)速器調(diào)控使恒壓水箱4始終保持微溢流的程度，以提高進(jìn)口前水體穩(wěn)定度。本恒壓水箱還沒(méi)有多道穩(wěn)水隔板，可使穩(wěn)水時(shí)間縮短到3—5分鐘。有色水經(jīng)有色水水管5注入實(shí)驗(yàn)管道8，可據(jù)有色水散開(kāi)與否判別流態(tài)。為防止自循環(huán)水污染，有色指標(biāo)水采用自行消色的專用色水。三、實(shí)驗(yàn)原理四、實(shí)驗(yàn)方法與步驟1．測(cè)記本實(shí)驗(yàn)的有關(guān)常數(shù)。2．觀察兩種流態(tài)。打開(kāi)開(kāi)關(guān)3使水箱充水至溢流水位，經(jīng)穩(wěn)定后，微微開(kāi)啟調(diào)節(jié)閥9，并注入顏色水于實(shí)驗(yàn)管內(nèi)，使顏色水流成一直線。通過(guò)顏色水質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)觀察管內(nèi)水流的層流流態(tài)，然后逐步開(kāi)大調(diào)節(jié)閥，通過(guò)顏色水直線的變化觀察層流轉(zhuǎn)變到紊流的水力特征，待管中出現(xiàn)完全紊流后，再逐步關(guān)小調(diào)節(jié)閥，觀察由紊流轉(zhuǎn)變?yōu)閷恿鞯乃μ卣鳌?．測(cè)定下臨界雷諾數(shù)。（1）將調(diào)節(jié)閥打開(kāi)，使管中呈完全紊流，再逐步關(guān)小調(diào)節(jié)閥使流量減小。當(dāng)流量調(diào)節(jié)到使顏色水在全管剛呈現(xiàn)出一穩(wěn)定直線時(shí)，即為下臨界狀態(tài)；（2）待管中出現(xiàn)臨界狀態(tài)時(shí)，用體積法測(cè)定流量；（3）根據(jù)所測(cè)流量計(jì)算下臨界雷諾數(shù)，并與公認(rèn)值（2000）比較，偏離過(guò)大，需重測(cè)；（4）重新打開(kāi)調(diào)節(jié)閥，使其形成守全紊流，按照下述步驟重復(fù)測(cè)量不少于三次；（5）同時(shí)用水箱中的溫度計(jì)測(cè)記水溫，從而求得水的運(yùn)動(dòng)粘度。注意：a.每調(diào)節(jié)閥門一次，均需等待穩(wěn)定幾分鐘；b.關(guān)小閥門過(guò)程中，只許漸小，不許開(kāi)大；c.隨出水流量減小，應(yīng)適當(dāng)調(diào)小開(kāi)關(guān)（右旋），以減小溢流量引發(fā)的擾動(dòng)。4．測(cè)定上臨界雷諾數(shù)。逐漸開(kāi)啟調(diào)節(jié)閥，使管中水流由層流過(guò)渡到紊流，當(dāng)色水線剛開(kāi)始散開(kāi)時(shí)，即為上臨界狀態(tài)，測(cè)定上臨界雷諾數(shù)1～2次。五、實(shí)驗(yàn)成果及要求1．記錄、計(jì)算有關(guān)常數(shù)：實(shí)驗(yàn)裝置臺(tái)號(hào)N0管徑d=cm，水溫t=℃運(yùn)動(dòng)粘度cm2/s計(jì)算常數(shù)K=s/cm32．整理、記錄計(jì)算表表1實(shí)驗(yàn)次序顏色水線形態(tài)水體積V（cm3）時(shí)間T（s）流量Q（cm3/s）雷諾數(shù)Re閥門開(kāi)度增（↑）或減（↓）備注實(shí)測(cè)下臨界雷諾數(shù)（平均值）注：顏色水形態(tài)指：穩(wěn)定直線，穩(wěn)定略彎曲，直線擺動(dòng)，直線抖動(dòng)，斷續(xù)，完全散開(kāi)等。六、實(shí)驗(yàn)分析與討論1．流態(tài)判據(jù)為何采用無(wú)量綱參數(shù)，而不采用臨界流速？2．為何認(rèn)為上臨界雷諾數(shù)無(wú)實(shí)際意義，而采用下臨界雷諾數(shù)作為層流與紊流的判據(jù)？實(shí)測(cè)下臨界雷諾數(shù)與公認(rèn)值偏離多少？原因何在？3．雷諾實(shí)驗(yàn)得出的園管流動(dòng)下臨界雷諾數(shù)為2320，而目前有些教科書(shū)中介紹采用的下臨界雷諾