雷诺实验_1
雷诺实验
§1-1 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 = dυρ/μ式中：d －管子内径，mυ－流体流速，m.s-1ρ－流体密度，kg .m-3μ－流体粘度，kg .m−1 . s−1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、装置和流程本实验装置和流程图如下图。
图1 流体流动型态测定装置流程图水由高位槽1，流经观察管2，流量调节阀5，流量计6，然后排入地沟。
示踪物（墨水）由墨水瓶3 经墨水阀4，管2 至地沟。
其中1 为水槽，2 为玻璃观察管，3 为墨水瓶，4、5 为阀，6 为转子流量计。
四、操作步骤一、测定不同流动形态时的雷诺数：1）检查所有阀门处于关闭状态，向墨水瓶内注入墨水（示踪剂）。
2）将高位槽注满水。
3）待溢流管内有水流出时，调节进水龙头开度，使溢流管内有少量溢流。
（溢流管内有少量溢流即可，否则会影响雷诺准数的测定）。
4）打开“排气阀”，待墨水流出，关闭“排气阀”，打开墨水阀”，调节墨水流量至墨水呈细线状。
5）稍稍打开“流量调节阀5”，使墨水呈稳定直线状流动后，记录流量计的读数。
6）从50 L/h开始，从小到大调节，逐渐加大水量，并同时调节墨水阀，每调节一次记录流量计读数和观察到的流动形态。
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。
7）当流量超过300 L/h后，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。
实验1---流体流动型态及临界雷诺数的测定
实验一 流体流动型态及临界雷诺数的测定一、实验目的研究流体流动的型态，对于化学工程的理论和工程实践都具有决定性的意义。
1883年雷诺（Reynolds ）首先在实验装置中观察到实际流体的流动存在两种不同型态——层流和湍流，以及两种不同型态的转变过程。
本实验的目的，是通过雷诺试验装置，观察流体流动过程的不同流型及其转变过程，测定流型转变时的临界雷诺数。
二、实验原理经许多研究者实验证明，流体流动存在两种截然不同的型态，主要决定因素为流体的密度和粘度、流体流动的速度，以及设备的几何尺寸（在圆形导管中为导管直径）。
将这些因素整理归纳为一个无因次数群，称该无因次数群为雷诺准数（或雷诺数），即μρud =Re （1）式中，d 为导管直径，m ；ρ为流体密度，kg·m -3；μ为流体粘度，Pa·s ；u 为流体流速，m·s -1。
大量实验测得：当雷诺准数小于某一下临界值时，流体流动型态恒为层流；当雷诺数大于某一上临界值时，流体流型恒为湍流。
在上临界值与下临界值之间，则为不稳定的过渡区域。
对于圆形导管，下临界雷诺数为2000，上临界雷诺数为4000时，即可形成湍流。
应当指出，层流与湍流之间并非是突然的转变，而是两者之间相隔一个不稳定过渡区域，因此，临界雷诺数测定值和流型的转变，在一定程度上受一些不稳定的其他因素的影响。
三、实验装置雷诺试验装置主要由稳压溢流水槽、试验导管和转子流量计等部分组成，如图1所示。
自来水不断注入并充满稳压溢流水槽，稳压溢流水槽的水流经试验导管和流量计，最后排入下水道。
稳压溢流水槽的溢流水，也直接排入下水道，水流量由调节阀调节。
图1. 雷诺实验装置及流程1、示踪剂瓶；2、稳压溢流水槽；3、试验导管；4、转子流量计；V01、示踪剂调节阀；2、V02、上水调节阀； V03、水流量调节阀；V04、V05、泄水阀；V06、放风阀。
四、实验方法实验前准备工作： （1）实验前，先用自来水充满稳压溢流水槽。
雷诺实验
实验一、雷诺流态实验一、实验目的1．观察层流、紊流的流态及其特征； 2．测定临界雷诺数，掌握圆管流态判别准则；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、基本原理流体在管道中流动存在两种流动状态，即层流与湍流。
从层流过渡到湍流状态称为流动的转捩，管中流态取决于雷诺数的大小，原因在于雷诺数具有十分明确的物理意义即惯性力与粘性力之比。
当雷诺数较小时，管中为层流，当雷诺数较大时，管中为湍流。
所对应的雷诺数称为临界雷诺数。
由于实验过程中水箱中的水位稳定，管径、水的密度与粘性系数不变，因此可用改变管中流速的办法改变雷诺数。
雷诺数 μρdu R e =三、实验装置实验装置如下图所示。
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 稳水隔板7 溢流板8 实验管道9 实验流量调节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。
本恒压水箱还设有多道稳水隔板，可使稳水时间缩短到3—5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，有色指示水采用自行消色的专用色水。
四、实验步骤与注意事项1．测记实验的有关常数。
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，用重量法测定流量；(3)根据所测流量计算下临界雷诺数，并与公认值(2320)比较。
偏离过大，需重测；(4)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。
实验1 流体流型演示实验
三、实验装置及流程
实验装置如下图所示。在400×500×600的有机玻璃 溢流水箱内安装有一根内径为25mm、长为1200mm长 的有机玻璃管，玻璃管进口做成喇叭状以保证水能平 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，超出溢流堰部分从溢流口排出，管内水的流 速可由管路下游的阀门VA04控制。
（2）湍流流动型态
缓慢地加大调节阀的开度，使水流量平稳地增大， 玻璃导管内的流速也随之平稳地增大。此时可观察到， 玻璃导管轴线上呈直线流动的红色细流，开始发生波动。 随着流速的增大，红色细流的波动程度也随之增大，最 后断裂成一段段的红色细流。当流速继续增大时，红墨 水进入试验导管后立即呈烟雾状分散在整个导管内，进 而迅速与主体水流混为—体，使整个管内流体染为红色， 以致无法辨别红墨水的流线。
二、基本原理
流体流动有两种不同型态，即层流（或称滞流， Laminar flow）和湍流（或称紊流，Turbulent flow），这一现象最早是由雷诺（Reynolds）于 1883年首先发现的。流体作层流流动时，其流体质 点作平行于管轴的直线运动，且在径向无脉动；流 体作湍流流动时，其流体质点除沿管轴方向作向前 运动外，还在径向作脉动，从而在宏观上显示出紊 乱地向各个方向作不规则的运动。
五、注意事项
1.在移动该装置时，请保持平稳，严禁磕碰。 2.长期不用时，将水放净。玻璃水箱打扫干净后， 将水箱口盖上以免灰尘落入。 3.冬季室内温度达到冰点时，水箱内严禁存水。
六、数据记录及计算
1.数据记录
水的温度：
℃
2.水的流速
实验一 雷诺实验
学号姓名实验一雷诺实验一、基本原理雷诺（Reynolds）用实验方法研究流体流动时，发现影响流动类型的因素除流速u外，尚有管径（或当量管径）d，流体的密度ρ及粘度μ，并且由此四个物理量组成的无因次数群Re=duρ/μ的值是判定流体流动类型的一个标准。
Re<2000~2300时为层流Re>4000时为湍流2000<Re<4000时为过渡区，在此区间可能为层流，也可能为湍流。
二、设备参数环境参数：温度 20℃压力 101325kPa水的参数：密度 998.2kg/m3 粘度 100.5E-5Pa*s设备参数：玻璃管径：20mm三、实验步骤●打开进水阀门在输入框输入0-100的数字，也可以通过点击上下按钮调节阀门开度。
按回车键完成输入，按ESC 键取消输入。
●打开红墨水阀●打开排水阀门●查看流量点击转子流量计查看当前流体流量●观察流体流动状态点击玻璃管，通过弹出的录像查看流体的流动状态●记录数据点击画面下方的自动记录按钮，记录实验数据，也可以手动记录。
●重复第三步到第六步，记录排水阀不同开度下的流量。
四、数据处理雷诺数计算公式Re=duρ/μ从这个定义式来看，对同一仪器d为定值，故u仅为流量的函数。
对于流体水来说，ρ，μ几乎仅为温度的函数。
因此确定了温度及流量，即可唯一的确定雷诺数。
数据记录：五、注意事项1、雷诺实验要求减少外界干扰，严格要求时应在有避免振动设施的房间内进行，由于条件不具备演示实验也可以在一般房间内进行，因为外界干扰及管子粗细不均匀等原因，层流的雷诺数上界到不了2300，只能到1600左右。
2、层流时红墨水成一线流下，不与水相混。
3、湍流时红墨水与水混旋，分不出界限。
实验1 雷诺实验和柏努利实验 - 副本
实验一 雷诺实验和柏努利实验雷诺实验一、实验目的1、建立对层流（滞流）和湍流两种流动类型的直观感性认识；2、观测雷诺数与流体流动类型的相互关系；3、观察层流中流体质点的速度分布。
二、基本原理流体流动类型与雷诺数的关系μρdu =Re （1-1）Re <2000～2300时为层流；Re > 4000 时为湍流； 2000<Re < 4000时为过渡区，在此区间可能为层流，也可能为湍流。
确定了温度及流量，即可由仪器铭牌上的图查取雷诺数。
当流体的流速较小时，管内流动为层流，管中心的指示液成一条稳定的细线通过全管，与周围的流体无质点混合；随着流速的增加，指示液开始波动，形成一条波浪形细线；当速度继续增加，指示液将被打散，与管内流体充分混合。
三、实验装置图1-1雷诺实验示意图1、墨水罐2、墨水阀3、进水阀4、高位水槽5、溢流管6、流态观察管7、转子流量计8、排水阀四、操作要点a)开启进水阀，使高位槽充满水，有溢流时即可关闭（若条件许可，此步骤可在实验前进行，以使高位槽中的水经过静置消除旋流，提高实验的准确度）。
b)开启排水阀及墨水阀，根据转子流量计的示数，利用仪器上的对照图查得雷诺数，并列表记录之。
c)逐渐开大排水阀，观察不同雷诺数时的流动状况，并把现象记入表中。
d)继续开大排水阀，到使红墨水与水相混旋，测取此时流量并将相应的雷诺数记入表中。
e)观察在层流中流体质点的速度分布：层流中，由于流体与管壁间及流体与流体间内摩擦力的作用，管中心处流体质点速度较大，愈靠近管壁速度愈小，因此在静止时处于同一横截面的流体质点，开始层流流动后，由于速度不同，形成了旋转抛物面（即由抛物线绕其对称轴旋转而形成的曲面）。
下面的演示可使同学们直观地看到这曲面的形状。
预先打开红墨水阀，使红墨水扩散为团状，再稍稍开启排水阀，使红墨水缓慢随水运动，则可观察到红墨水团前端的界限，形成了旋转抛物面。
五、数据记录层流R e<900 湍流R e>1800六、思考题1、流体的流动类型与雷诺准数的值有什么关系？答：2、为什么要研究流体的流动类型？它在化工过程中有什么意义？答：六、实验讨论柏努利实验 (流体机械能转换实验)一、实验目的1、通过实测静止和流动的流体中各项压头及其相互转换，验证流体静力学原理和柏努利方程；2、通过实测流速的变化和与之相应的压头损失的变化，确定两者之间的关系。
(完整版)雷诺实验
雷诺实验一、实验背景1883年，雷诺通过实验发现到液流中存在着层流和湍流两种流态：流速较小时，水流有条不紊的呈现层状有序的直线运动，流层间没有质点掺混，这种流态称为层流；当流速增大时，流体质点做杂乱无章的无序的运动，流层间质点掺混，这种流态称为湍流。
雷诺实验还发现存在着湍流转变为层流的临界流速0V ，而0V 又与流体的粘性，圆管的直径d 有关。
若要判别流态，就要确定各种情况下的0V 值。
雷诺运用量纲分析的原理，对这些相关因素的不同量值作出排列组合再分别进行实验研究，得出了无量纲数——雷诺数e R ，以此作为层流与紊流的判别依据，使复杂问题得以简化。
经反复测试，雷诺得出圆管流动的下临界雷诺数值为2320，工程上，一般取之为2000。
当e R <2320时，管中流态为层流，反之，则为湍流。
雷诺简介奥斯本 雷诺（Osborne Reynolds)，英国力学家、物理学家和工程师。
1842年8月23日生于北爱尔兰的贝尔法斯特，1912年2月21日卒于萨默塞特的沃切特。
1867年毕业于剑桥大学王后学院。
1868年出任曼彻斯特欧文学院（以后改名为维多利亚大学）的首席工程学教授，1877年当选为皇家学会会员，1888年获皇家勋章，1905年因健康原因退休。
他是一位杰出的实验科学家，由于欧文学院最初没有实验室，因此他的许多早期试验都是在家里进行的。
他于1883年发表了一篇经典性论文──《决定水流为直线或曲线运动的条件以及在平行水槽中的阻力定律的探讨》。
这篇文章以实验结果说明水流分为层流与紊流两种形态，并提出以无量纲数Re （后称为雷诺数）作为判别两种流态的标准。
他还于1886年提出轴承的润滑理论，1895年在湍流中引入有关应力的概念。
雷诺兴趣广泛，一生著述很多，其中近70篇论文都有很深远的影响。
这些论文研究的内容包括力学、热力学、电学、航空学、蒸汽机特性等。
他的成果曾汇编成《雷诺力学和物理学课题论文集》两卷。
(完整版)雷诺实验
雷诺实验雷诺实验一、实验背景1883 年，雷诺通过实验发现到液流中存在着层流和湍流两种流态：流速较小时，水流有条不紊的呈现层状有序的直线运动，流层间没有质点掺混，这种流态称为层流；当流速增大时，流体质点做杂乱无章的无序的运动，流层间质点掺混，这种流态称为湍流。
雷诺实验还发现存在着湍流转变为层流的临界流速 V ，而V 又0 0与流体的粘性，圆管的直径d 有关。
若要判别流态，就要确定各种情况下的V 值。
0雷诺运用量纲分析的原理，对这些相关因素的不同量值作出排列组合再分别进行实，以此作为层流与紊流的判别依据，使复验研究，得出了无量纲数——雷诺数 Re杂问题得以简化。
经反复测试，雷诺得出圆管流动的下临界雷诺数值为 2320，工程上，一般取之<2320 时，管中流态为层流，反之，则为湍流。
为 2000 。
当Re雷诺简介奥斯本雷诺 (Osborne Reynolds) ，英国力学家、物理学家和工程师。
1842 年 8 月 23 日生于北爱尔兰的贝尔法斯特， 1912年 2 月 21 日卒于萨默塞特的沃切特。
1867 年毕业于剑桥大学王后学院。
1868 年出任曼彻斯特欧文学院(以后改名为维多利亚大学)的首席工程学教授， 1877 年当选为皇家学会会员， 1888年获皇家勋章， 1905 年因健康原因退休。
他是一位杰出的实验科学家，由于欧文学院最初没有实验室，因此他的许多早期试验都是在家里进行的。
他于 1883 年发表了一篇经典性论文── 《决定水流为直线或曲线运动的条件以及在平行水槽中的阻力定律的探讨》。
这篇文章以实验结果说明水流分为层流与紊流两种形态，并提出以无量纲数 Re (后称为雷诺数)作为判别两种流态的标准。
他还于 1886 年提出轴承的润滑理论， 1895 年在湍流中引入有关应力的概念。
雷诺兴趣广泛，一生著述很多，其中近 70 篇论文都有很深远的影响。
这些论文研究的内容包括力学、热力学、电学、航空学、蒸汽机特性等。