内容发布更新时间 : 2024/12/27 9:50:55星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

实验名称 雷诺实验 一、实验目的 1、了解流体在圆管内的流动形态及其与雷诺数Re的关系。 2、观察流体在圆管内做稳定层流及湍流两种情况下的速度分布。 3、观察湍流时壁面处的层流内层。 二、实验装置、流程及操作说明 在300×400×500的有机玻璃溢流水箱内安装有一根内径为25、长为1330毫米的长有机玻璃管，玻璃管进口作成喇叭形以保证水能平稳地流入管内，在进口端中心处插入注射针头，通过小橡皮管注入显色剂——红墨水。自来水源源不断流入水箱，并从上部溢流口排出，管内水的流速可由管路下游的阀门控制。 红墨水溢流管有机玻璃管φ35×5有效长度1300溢流槽调节阀LZB15-16-160l/hr出水管转子流量计上水管放净管 本实验消耗和自备设施：水和红墨水。 操作补充说明： 1、由于红墨水的密度大于水的密度，因此为使从针头出来的红墨水线不发生沉降，需对红墨水用水稀释50%左右。 2、在观察层流流动时，当把水量调足够小的情况下（在层流范围），禁止碰撞设备，甚至周围环境的震动、以及水面风的吹皱均会对线型造成影响。为防止上水时造成的液面波动，上水量不能太大，维持少量溢流即可。

3、红墨水流量太大，超过管内实际水流速度，容易造成红墨水的波动；太小，红墨水线不明显不易观测。这需要教师的实际操作摸索。

4、在观察层流速度分布时，需预先将流量调节到层流，然后用手堵住出口，在喇叭口内注入大量红墨水，然后放开水流动，观测红墨水的形状；在观测湍流时的速度分布和层流底层现象时，需预先将流量调节到最大，方法同上。

三、实验原理

雷诺数Re=duρ/μ，一般情况下Re<（2000~3000）时，流动形态为层流，Re>4000时流动形态为湍流。

1/4?d?du?4q???1/4?d???d?4?q?1000Re??51.0?q??0.025?0.0011000Re?51.0?q??14.2?q3600Re??du?针对本实验情况q?[m3/S]q?[l/hr]

测出水流量q，可计算出对应的Re。 Re=2000时，管内水流量约为140l/h； Re=4000时，管内水流量约为280l/h；

四、实验步骤

1、开启上水阀至溢流槽出现溢流，为保证水面稳定，应维持少量溢流（溢流越小越好）。 2、缓和开启实验出口阀门。开放气阀放出玻璃管内空气，调节红墨水阀（调解显示剂流速

与管内水流速度一致）。

3、自小到大再自大到小调解流量，计算流型转变的临界雷诺数。 4、观察层流和湍流时速度分布侧形的差别。 5、观察湍流时壁面处的层流内层。

五、实验报告要求

试说明对本实验的认识及对实验现象的理解。

六、实验注意事项

1、在移动该装置时，注意平稳；虽然玻璃厚度较厚且经过钢化处理，但毕竟是玻璃，严禁磕碰。

2、长期不用时，应将水放净，并用湿软布轻擦拭玻璃箱，防止水垢等杂物粘在玻璃上；用布将上口盖住以免灰尘落入。

3、在冬季造成室内温度达到冰点时，水箱内严禁存水。

七、思考题

1、影响流动形态的因素有哪些？

2、流体的流动类型与雷诺数的值有什么关系？ 3、层流和湍流流动的本质区别是什么? 4、雷诺数的物理意义是什么?

5、实验过程中，哪些因素对实验结果有影响?

6、有人说可以只用流速来判断管中流动形态，流速低于某一具体数值时是层流，否则是湍流，你认为这种看法对否?在什么条件下，可以只由流速的数值来判断流动形态?