内科大水力学实验指导01有压管流综合型实验-4雷诺实验.docx

（四）雷诺实验一、实验目的要求1 .观察层流、紊流的流态及其转换特征；2 .测定临界雷诺数，掌握园管流态判别准则；3,学习古典流体力学中应用无量纲参数进行实验研究的方法，并了解其实用意义。二、实验装置本实验的装置如图一所示。图-雷诺实验装置图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W阀供水流量由无级调速器调控使恒压水箱4始终保持微溢流的程度，以提高进口前水体稳 定度。本恒压水箱还没有多道稳水隔板，可使稳水时间缩短到35分钟。有色水经有色水 水管5注入实验管道8,可据有色水散开与否判别流态。为防止自循环水污染，有色指标水采用自行消色的专用色水。三、实验原理X里=平=K0 K = 4V 7dvmiv四、实验方法与步骤1 .测记本实验的有关常数。2 .观察两种流态。打开开关3使水箱充水至溢流水位，经稳定后，微微开启调节阀9,并注入颜色水于实 验管内，使颜色水流成一直线。通过颜色水质点的运动观察管内水流的层流流态，然后逐步 开大调节阀，通过颜色水直线的变化观察层流转变到紊流的水力特征，待管中出现完全紊流 后，再逐步关小调节阀，观察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 到使颜色水在全管刚呈现出一稳定直线时，即为下临界状态；（2）待管中出现临界状态时，用体积法测定流量；（3）根据所测流量计算下临界雷诺数，并与公认值（2000）比较，偏离过大，需重 测；（4）重新打开调节阀，使其形成守全紊流，按照下述步骤重复测量不少于三次；（5）同时用水箱中的温度计测记水温，从而求得水的运动粘度。注意：a.每调节阀门一次，均需等待稳定几分钟；b.关小阀门过程中，只许渐小，不许开大；c.随出水流量减小，应适当调小开关（右旋），以减小溢流量引发的扰动。4 .测定上临界雷诺数。逐渐开启调节阀，使管中水流由层流过渡到紊流，当色水线刚开始散开时，即为上临界 状态，测定上临界雷诺数12次。五、实验成果及要求L记录、计算有关常数：实验装置台号NO管径d=cm, 水温t=运动粘度cm2s0.017751 + 0.0337,+ 0.00022 M计算常数K=scm35 .整理、记录计算表表1实验 次序颜色水线形态水体积V (cm3)时间T (s)流量Q (cm3s)雷诺数Rc阀门开度增（t ）或减（I ）备注实测下临界雷诺数（平均值）Rec =注：颜色水形态指：稳定直线，稳定略弯曲，直线摆动，直线抖动，断续，完全散开等。六、实验分析与讨论1 .流态判据为何采用无量纲参数，而不采用临界流速？2 .为何认为上临界雷诺数无实际意义，而采用下临界雷诺数作为层流与紊流的判据？ 实测下临界雷诺数用C与公认值偏离多少？原因何在？3 .雷诺实验得出的园管流动下临界雷诺数为2320,而目前有些教科书中介绍采用的下 临界雷诺数是2000,原因何在？4 .为什么在测定“调小流量过程中，不许有反调？1.分析层流和紊流在运动学特性和动力学特性方面各有何差异？