流體流動(dòng)雷諾實(shí)驗(yàn)

流體流動(dòng)雷諾實(shí)驗(yàn)1.1觀察流體在管內(nèi)流動(dòng)的不同型態(tài)；1.2確定臨界雷諾數(shù)。二、

基本原理流體流動(dòng)有兩種不同的型態(tài)，即層流與湍流。流體作層流流動(dòng)時(shí)，其流體質(zhì)點(diǎn)作平行于管軸的直線運(yùn)動(dòng)，湍流時(shí)流體質(zhì)點(diǎn)在沿管軸流動(dòng)的同時(shí)還作者雜亂無(wú)章的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)。雷諾數(shù)是判斷流動(dòng)型態(tài)的特征數(shù)。雷諾數(shù)小于2000時(shí)，流動(dòng)型態(tài)為層流；雷諾數(shù)大于4000時(shí)，流動(dòng)為湍流；雷諾數(shù)在兩者之間時(shí)，有時(shí)為層流，有時(shí)為湍流，與環(huán)境有關(guān)。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)改變水在管內(nèi)的流速，觀察流體在管內(nèi)的流動(dòng)型態(tài)的變化。三.裝置的主要技術(shù)數(shù)據(jù)及計(jì)算方法：實(shí)驗(yàn)管道有效長(zhǎng)度:L＝600mm外徑:Do＝30mm內(nèi)徑:Di＝24.2mm

四.實(shí)驗(yàn)裝置流程和實(shí)驗(yàn)方法：實(shí)驗(yàn)裝置流程如圖一所示。1.實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作(1)必要時(shí)調(diào)整紅水細(xì)管4的位置,使它處于實(shí)驗(yàn)管道6的中心線上。(2)向紅水儲(chǔ)瓶2中加入適量的用水稀釋過(guò)的紅墨水。(3)關(guān)閉流量調(diào)節(jié)閥10、7、9,打開(kāi)進(jìn)水閥3,使自來(lái)水充滿水槽,并使其有一定的溢流量。(4)輕輕打開(kāi)閥門10,讓水緩慢流過(guò)實(shí)驗(yàn)管道。使紅水全部充滿細(xì)管道中。2.雷諾實(shí)驗(yàn)的過(guò)程(1)同上面的三.1.(3)。(2)同上面的三.1.(4)。(3)調(diào)節(jié)進(jìn)水閥,維持盡可能小的溢流量。(4)緩慢地適當(dāng)打開(kāi)紅水流量調(diào)節(jié)夾,即可看到當(dāng)前水流量下實(shí)驗(yàn)管內(nèi)水的流動(dòng)狀況（層流流動(dòng)如下圖二示）。讀取流量計(jì)的流量并計(jì)算出雷諾準(zhǔn)數(shù)。

圖二、層流流動(dòng)示意圖(5)因進(jìn)水和溢流造成的震動(dòng),有時(shí)會(huì)使實(shí)驗(yàn)管道中的紅水流束偏離管的中心線,或發(fā)生不同程度的左右擺動(dòng).為此,可突然暫時(shí)關(guān)閉進(jìn)水閥3,過(guò)一會(huì)兒之后即可看到實(shí)驗(yàn)管道中出現(xiàn)的與管中心線重合的紅色直線。(6)增大進(jìn)水閥3的開(kāi)度，在維持盡可能小的溢流量的情況下提高水的流量。并同時(shí)根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整紅水流量,即可觀測(cè)其他各種流量下實(shí)驗(yàn)管內(nèi)的流動(dòng)狀況。為部分消除進(jìn)水和溢流造成的震動(dòng)的影響,在滯流和過(guò)渡流狀況的每一種流量下均可采用四.2.(5)中講的方法,突然暫時(shí)關(guān)閉進(jìn)口閥3,然后觀察管內(nèi)水的流動(dòng)狀況（過(guò)渡流、湍流流動(dòng)如圖三示）。讀取流量計(jì)的流量并計(jì)算出雷諾準(zhǔn)數(shù)。3．流體在圓管內(nèi)作流體速度分布演示實(shí)驗(yàn)(1)

首先將進(jìn)口閥3打開(kāi)，關(guān)閉出口閥門7。(2)

將紅水流量調(diào)節(jié)夾打開(kāi)，使紅水滴落在不流動(dòng)的實(shí)驗(yàn)管路圖三、過(guò)渡流、湍流流動(dòng)示意圖(3)

突然打開(kāi)放水閥門10，在實(shí)驗(yàn)管路中可以清晰地看到紅水流動(dòng)所形成的如圖四所示速度分布。圖四、流速分布示意圖4.實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)的操作(1)

關(guān)閉紅水流量調(diào)節(jié)夾,使紅水停止流動(dòng)。(2)

關(guān)閉進(jìn)水閥3,使自來(lái)水停止流入水槽。

(3)

待實(shí)驗(yàn)管道的紅色消失時(shí),關(guān)閉閥門10。(4)

若日后較長(zhǎng)時(shí)間不用,請(qǐng)將裝置內(nèi)各處的存水放凈。五.實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：做滯流時(shí),為了使滯流狀況能較快地形成,而且能夠保持穩(wěn)定,第一,水槽的溢流應(yīng)盡可能的小.因?yàn)橐缌鞔髸r(shí),上水的流量也大,上水和溢流兩者造成的震動(dòng)都比較大，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。第二,應(yīng)盡量不要人為地使實(shí)驗(yàn)架產(chǎn)生任何的震動(dòng).為減小震動(dòng),若條件允許,可對(duì)實(shí)驗(yàn)架的底