一、實驗目的
建立對層流(滯流)和湍流兩種流動類型的直觀感性認識.
觀測雷諾數與流體流動類型的相互關系。
觀察層流中流體質點的速度分布。
二、實驗任務
先作演示實驗,觀察以下三種現象:層流、湍流、層流時流速分布曲線的形成;
維持高位槽液面穩定的情況下,測定不同流動型態的雷諾數;
測取管中水流從層流轉變為湍流時Re的臨界值;
測取管中水流從湍流轉變為層流時Re的臨界值;
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三、基本原理
? ? 雷諾(Reynolds)用實驗方法研究流體流動時,發現影響流動類型的因素除流速μ外,尚有管徑(或當量直徑)d,流體的密度ρ及粘度μ,并可用此四個物理組成的無量綱數群來判定流體流動類型:
? ? Re=duρ/μ
? ? Re<2000~2300時,為層流;
? ? Re>4000時,為湍流;
? ? 2000
? ? 由公式可知,對同一個儀器,d為定值,故流速u僅為流量V的函數;對于流體水來說,ρ,μ幾乎僅為溫度t的函數,因此,確定了溫度及流量,即可由儀器銘牌上的圖查取雷諾數。
? ? 雷諾實驗對外界環境要求較嚴格,應避免在有振動設施的房間內進行。但由于實驗室條件的限制,通常在普通房間內進行,故將對實驗結果產生一些影響,再加之管子粗細不均勻等原因,層流雷諾數上界在1.
? ? 當流體的流速較小時,管內流動為層流,管中心的指示液成一條穩定的細線通過全管,與周圍的流體無質點混合;隨著流速的增加,指示液開始波動,形成一條波浪形細線;當速度繼續增加,指示液將被打散,與管內流體充分混合。
四、實驗裝置基本配置:
操作平臺 ? ?1個
回流水箱 ? ?1個
高位水箱 ? ?1個
有色液體盒? ? 1個
有色管系 ? ?1套
循環管系 ? ?1套
觀察管 ? ?2套
流量計 ? ?1套
循環水泵220V ? ?1套
流量調節閥 ? ?1個