雷 诺 实 验课件

1、雷雷 诺诺 实实 验验西南交通大学力学实验中心西南交通大学力学实验中心实验目的实验装置实验原理实验步骤实验计算结果分析实验目的实验目的 1观察圆管内层流、紊流两种流动形态及其转换的现象。2测定下临界雷诺数，掌握圆管流态判别准则。实验装置1.自循环供水器 2实验台 3可控硅无级调速器 4恒压水箱 5有色水水管6稳水孔板 7溢流板 8实验管道 9实验流量调节阀实验原理实验原理1实际流体的流动会呈现出两种不同的型态，它们的区别在于流动过程中流体层之间是否发生质点混掺现象。对于层流，流层间没有质点混掺，质点作有序的直线运动；紊流则相反，流层间质点混掺，质点作无序的随机运动。 2圆管中恒定流动的流态转化

2、取决于雷诺数Re，它是将影响流体流动状态的因素归纳成的一个无因次数，作为判别流体流动状态的准则 KQdQvdvd4RedK4 式中： 圆管直径 , 流体的运动粘度 。d水的运动粘度与温度的关系可用泊肃叶和斯托克斯提出的经验公式计算=0.0178/(1+0.0337t+0.000221t=0.0178/(1+0.0337t+0.000221t2 2) ) (cm2/s)3. 判别流体流动状态的关键因素是临界速度，它随流体的粘度、密度以及流道的尺寸不同而改变。流体从层流到紊流过渡时的速度称为上临界流速，这时对应的雷诺数称为上临界雷诺数；从紊流到层流过渡时的速度称为下临界流速，它对应的雷诺数称为下临

3、界雷诺数。4上临界雷诺数表示超过此雷诺数的流动必为紊流，它极不稳定，只要稍有干扰，流态即发生变化，而且跨越一个较大的取值范围，因此在工程技术中没有实用意义。下临界雷诺数表示低于此雷诺数的流动必为层流，有确定的取值，因此有实际意义，故通常被选为判别流动状态的准则，即 Re 2300 时，紊流5实际流体的流动之所以会呈现出两种不同的型态是扰动因素与粘性稳定作用之间对比和抗衡的结果。小雷诺数流动趋于稳定，而大雷诺数流动稳定性差，容易发生紊流现象。实验步骤1测记各有关常数。2观察两种流态。 启动水泵供水，使水箱充水至溢流状态，待稳定后，微微开启调节阀，并注入颜色水于实验管道内。当颜色水流成一直线，此时

4、管内水流为层流；逐步开大调节阀，颜色水直线变为波动状，此时为从层流到紊流的过度状态；再开在调节阀，管内颜色线完全消失，管出为紊流流态。再逐步关小调节阀，可观察到由紊流转变为层流的水力特征。3测定下临界雷诺数（1）将调节阀打开，使管中呈完全紊流，再逐步关小调节阀使流量减小。当流量调节到使颜色水刚呈现出一稳定直线时，即为下临界状态；（2）用体积法测定流量（3）重新打开调节阀，使其形成完全紊流，按照上述步骤重复测量不少于二次；（4）同时用水箱中的温度计测量水温，从而求得水的运动粘度；（5）根据所测流量计算下临界雷诺数，并与公认值(2300)比较，偏离过大需重测。注意：注意：1.每调节阀门一次，均需等待23分钟；2.关小阀门过程中，只许关小，不许开大；3.随着出水流量减小，应适当调小开关，以减小因溢流引起的扰动。 实验计算 实验次数颜色水线形态水体积V(cm3)时间t(s)流量Q(cm3/s)雷诺数Re阀门开度增()或减()流动状态123456实测下临界雷诺数平均值Rec=流动状态指：流动状态指：上临界、下临界、层流、紊流颜色水线形态指：颜色水线形态指：稳定直线、稳定略弯曲、直线摆动、直线抖动、断续、完全散开等1为什么上临界雷诺数无实际意义，而采用下临界雷诺数作为层流和紊流