雷诺实验实验报告.pdf

实验一 雷诺实验 一、实验目的 1、观察流体流动时各种流动型态； 2、观察层流状态下管路中流体速度分布状态； 3、测定流动型态与雷诺数 Re之间的关系及临界雷诺数值。 二、实验原理概述 流体在流动过程中有两种截然不同的流动状态，即层流和湍流。它取决于流 体流动时雷诺数 Re 值的大小。 雷诺数： Re＝du ρ/ μ 式中： d －管子内径， m u－流体流速， m/s 3 ρ－流体密度， kg/m μ－流体粘度， kg/(m s)· 实验证明，流体在直管内流动时， 当 Re≤2000 时属层流； Re≤4000时属湍流； 当 Re 在两者之间时，可能为层流，也可能为湍流。 流体于某一温度下在某一管径的圆管内流动时， Re 值只与流速有关。本实 验中，水在一定管径的水平或垂直管内流动， 若改变流速， 即可观察到流体的流 动型态及其变化情况，并可确定层流与湍流的临界雷诺数值。 三、装置和流程 1 3 本实验装置和流程图如右图。 水由高位槽 1，流径管 2，阀 5，流量 计 6 ，然后排入地沟。示踪物（墨水）由墨水 瓶 3 经阀 4 、管 2 至地沟。 其中， 1 为水槽 2 为玻璃管 2 4 3 为墨水瓶 4 、5 为阀 6 为转子流量计 6 5 1 四、操作步骤 1、打开水管阀门 2、慢慢打开调节阀 5，使水徐徐流过玻璃管 3、打开墨水阀 4 、微调阀 5，使墨水成一条稳定的直线，并记录流量计的读数。 5、逐渐加大水量，观察玻璃管内水流状态，并记录墨水线开始波动以及墨水 与清水全部混合时的流量计读数。 6、再将水量由大变小，重复以上观察，并记录各转折点处的流量计读数。 7、先关闭阀 4、5，使玻璃管内的水停止流动。再开墨水阀，让墨水流出 1～ 2cm 距离再关闭阀 4。 8、慢慢打开阀 5，使管内流体作层流流动，可观察到此时的速度分布曲线呈 抛物线状态。 五、实验数据记录和处理 表 1 雷诺实验数据记录 水温： 21.0 ℃ 水的密度： 998.2kg/m -3 水的粘度： 0.001004pa ·s 管径： 30mm×2.5mm 序号 流量计读数 L/h 流速（ m/s） 雷诺数 流动状态 1 80 0.045294 1125.801 直线 层流 2 120 0.067941 1688.702 直线，但略有波动 层流 3 300 0.169851 4221.754 波动，轨迹清晰可见 层流 4 480 0.271762 6754.807 剧烈波动，看不清清轨迹 湍流 5