伯努利方程与雷诺数实验(精)
实验十七伯努利方程与雷诺实验
一、实验目的
二、基本原理
三、实验流程
四、实验步骤
五、注意事项
实验目的
（1）了解在不同的情况下，流动流体中各种
能量间相互转化的关系和规律；
（2）观测流动流体阻力的表现。
（3）观察液体流层、湍流两种流动型态及层
流时管中流速分布情况，以建立感性认识；
（4）确立“层流和湍流与Re之间有一定联系”的概念；
（5）熟悉雷诺准数的测定与计算。
基本原理
1.流体在流动中具有三种机械能，即位能、动能、静压能，这三种能量是可以相互转换的，当管路条件改
变时（如为止，高低，管径，大小），它们便发生能
量转化；
2.实际流体有截然不同的两种流动型态存在：层流（滞流）和湍流（紊流）。
3.层流时，流体质点作直线运动且互相平行。
4.湍流时，流体质点紊乱地向各个方向作无规则运动，但对流体主体仍可看作向某一规则方向流动。
实验流程
图17-1 伯努利实验流程图
1，2，5，6-玻璃管（d内约为13mm）；
3，4-玻璃管（d内约为24mm）；12-溢流管；13-测压管；
图17-2 雷诺实验流程图
1-高位墨水瓶；2-进水稳流装置；3-溢流箱；4-溢流管；5-高位水槽；6-量筒；7-排水管；8-转子流量计；9-玻璃管。
1、伯努力实验
（1）实验前观察了解实验装置，（循环泵的凯、关，溢流管控制高位槽液面，出口阀A调节流量，活动弯头的转动，活动测头结构以及测压管标尺的基准等）。
开动循环水泵，同时注意高位槽中液面是否稳定。
（2）观察玻璃管中有无气泡，若有气泡，可先开循环水泵，再开大出口阀让水流带出气泡，也可用拇指按住管的出口，然后突然放开，如此按数次使水流带出气泡，也可拧松活动测压头密封的压盖，以便放出测压点处的气泡。
（3）关闭出口阀A，开动循环水泵，待高位槽中的液面稳定，观察记录个测压管液面高度（测压孔同时正对或同时
2、雷诺实验
（1）熟悉实验装置及流程
（2）开阀门B放一团墨水（2cm-3cm），再关B阀，略微开启C阀，使管中的水在很低的流速下流动，观察墨水顶端形状。
（3）开阀A向高位槽供水，并调节阀A保持有水溢流。
（4）微开启阀B调节阀C的开度，观察墨水现在管中出现的不同现象。
（5）记录层流，过渡流，湍流时转子流量计的读数。
（6）流量由小到大，观察墨水线由直线转变为波动时转子流量计的读数，再使流量由小到大，观察墨水线条由波动转为直线时的转子流量计的读数。
注意事项
（1）溢流装置不要太大，液面波动严重时会影响测试结果；
（2）B阀墨水量不应过大，否则既浪费又影响试验结果；
（3）读取流量计读数应待C阀调节完稍后再读；
（4）轻开轻关各阀门。
伯努利方程的应用实际液体的流动 (1)
8.3 8.8 13
影响液体和气体流动性的因素是不同的。
在国际单位制中黏度的单位是Pas (帕秒)。黏度也 常用P (泊)作单位
1 P = 0.1 Pa s
17
二、 黏性流体的运动规律
p1
1 2
2 v1
gh1 p2
1 2
2 v2
gh2 w
黏性流体作稳定流动时所遵从的规律。 如果黏性流体沿着粗细均匀的管道作定常流动
vr Re
21
由层流过渡到湍流的雷诺数，称为临界雷诺数 Rec 。圆形管道的临界雷诺数Rec在1000 ~ 1500的 范围内。 当流速的值使雷诺数Re处于临界值Rec时，此时 的流速就是临界流速，大小为
Rec vc r
如果流速从低于vc增大到高于vc，那么流动将 会从层流转变为湍流。
黏性流体在水平放置的圆形截面的管道中作层流时, 算得流量 为
p1 p2 4 QV ( )r 8 l
l 和 r 分别是管道的长度和半径。上式称为泊肃叶定律。
流阻 如果令 R f 8l ,那么上式可写成: 4
R
P P 1P 2 Q Rf Rf
20
*四、湍流和雷诺数 (Turbulent flow ) 湍流 流体中沿垂直于管轴方向的速度分量的 不规则流动。 实验表明，发生湍流的临界流速与雷诺数 Re 相对应。 雷诺数
若流体密度为，小球密度为，半径为r，速率为 v，则小球所受的三个力平衡，即 23
4 3 4 3 r g 6 r v r g 3 3
由此可得小球下落的速率
2r v ( ) g 9
假如测出速率v，可求出液体的黏度 ; 若流体的 黏度已知, v已测出，可求得小球(或液滴)的半径。
【最新2018】化工原理实验雷诺数-范文模板 (10页)
本文部分内容来自网络整理，本司不为其真实性负责，如有异议或侵权请及时联系，本司将立即删除！== 本文为word格式，下载后可方便编辑和修改！ ==化工原理实验雷诺数篇一：化工原理雷诺数实验数据记录及处理实验一、雷诺数实验数据记录及处理实验二、伯努利方程实验1、实验基本参数换流体种类：水实验导管内径： dA=20mm dB=30mm dC=20mm试验系统总压头：H=450mm2、非流动系统的机械能分布及其转换（1）实验数据记录3、流动系统的机械能分布及其转换（1）实验数据记录篇二：化工原理实验报告 (流体阻力)摘要：本实验通过测定流体在不同管路中流动时的流量qv、测压点之间的压强差ΔP，结合已知的管路的内径、长度等数据，应用机械能守恒式算出不同管路的λ‐Re变化关系及突然扩大管的?-Re关系。
从实验数据分析可知，光滑管、粗糙管的摩擦阻力系数随Re增大而减小，并且光滑管的摩擦阻力系数较好地满足Blasuis关系式：??0.3163Re0.25 。
突然扩大管的局部阻力系数随Re的变化而变化。
一、目的及任务①掌握测定流体流动阻力实验的一般实验方法。
②测定直管的摩擦阻力系数λ及突然扩大管和阀门的局部阻力系数ξ。
③验证湍流区内摩擦系数λ为雷诺数Re和相对粗糙度的函数。
④将所得光滑管λ-Re方程与Blasius方程相比较。
二、基本原理1. 直管摩擦阻力不可压缩流体，在圆形直管中做稳定流动时，由于黏性和涡流的作用产生摩擦阻力；流体在流过突然扩大、弯头等管件时，由于流体运动的速度和方向突然变化，产生局部阻力。
影响流体阻力的因素较多，在工程上通常采用量纲分析方法简化实验，得到在一定条件下具有普遍意义的结果，其方法如下：流体流动阻力与流体的性质，流体流经处的几何尺寸以及流动状态相关，可表示为：△p=?(d,l,u,ρ, μ, ε) 引入下列无量纲数群。
雷诺数 Re?相对粗糙度管子长径比从而得到lddu???d??(du??l,,) ?dd?p?u2令???(Re,)d??p???(Re,?ud)22可得到摩擦阻力系数与压头损失之间的关系，这种关系可用实验方法直接测定。
化工原理 雷诺数实验数据记录及处理
点的静压强
PA/kPa
4.26
4.19
3.95
4.03
3.90
3.92
3.97
4.00
PB/kPa
4.18
4.04
3.64
3.76
3.55
3.59
3.69
3.72
PC/kPa
4.09
3.90
3.35
3.53
3.22
3.28
3.40
3.50
动压
头
u2A/2g mm
9.5
15.1
30.4
24.7
74.3
60.1
79.8
77.2
69.2
66.2
Hf(1-C)mm
21.1
34.9
76
64.9
84.7
81.2
72.5
66.2
PC/kPa
27.2
995.7
416.6
416.8
416.2
4.07
4.07
4.06
403.1
402.69
402.6
3.93
3.93
3.93
389
389.9
390.1
3.80
3.80
3.81
369.9
370.1
370.2
3.61
3.61
3.61
水温
t/℃
密度
ρ/ kg·m-3
实验序号
27.2
995.7
层流上界雷诺数
实验
序号
流量qv
温度t
粘度μ
密度ρ
流速u
临界雷诺数
实验现象
l/h
化工原理实验讲义(最终版)
C0 —— 流量系数
1．标定流量曲线 通过计量筒电子称和记时器可测量去流体的重量及对应的时间，从 而测取其质量流量qm，同时又通过压差计读出对应的上、下游压差值 △p；这样根据若干个实验点的qm与△p值，便可绘制流量标定曲线qm～ △p。
2．确定流量系数Co 根据以上流量计的计算式
2．测定直管摩擦系数与雷诺准数Re的关系，将所得的～Re方程与 公认经验关系式比较；
3．测定阀门的阻力系数； 4.了解阀门开度对管路压力的影响。 二、实验意义及原理
流体在管路中流动时，由于粘性剪切力和涡流的存在，不可避免地 要消耗一定机械能。这部分机械能是不能自发地转换成其它机械能形 式，或者说在机械能中“永久”消失了，故在利用柏努利方程解决工程中 流体输送及与流动有关问题时，不可避免地必须将阻力损失项计算出 来。管路通常由直管和管件（如三通、肘管及弯头等）、阀件组成。流 体在直管内流动造成的机械能损失称为直管阻力，而通过管件、阀件等 局部障碍时，因流道截面的方向与大小发生变化而造成的机械能损失称 为局部阻力。
（4-3） 由于差压流量计节流元件的截面A0是不变的，加之介质水的密度不 变。由上述流量曲线标定实验中各流量qm与压差△p之值，便可计算出 对应的流量系数C0值。 又由于雷诺数
（4-4）
其中管径d1为输送管道内径；ρ，μ为水的密度与粘度。流速u1可用下
式计算： （4-5）
故可将流量系数C0与对雷诺数Re的关系标绘在单对数坐标上，便可得 到C0与Re的关系曲线，从而可了解流量的变化规律。
（1-1） 式中：——圆管内径，m；
u —— 流速，m/s； —— 流体密度，kg/m3； ——流体粘度，Pa·s。 一般认为Re＜2000时，流动型态为层流；Re＞4000，流动型态为 湍流。Re数在两者之间时为过渡区，有时为层流，有时为湍流，流动型 态与环境有关。 对一定温度的流体，在特定的圆管内流动，雷诺数仅与流速有关。本 实验通过改变水在管内的流速，观察流体在管内流动型态的变化。 三、思考题 1．影响流动型态的因素有哪些？
化工原理雷诺实验报告doc
化工原理雷诺实验报告篇一：化工原理实验报告(流体阻力)摘要：本实验通过测定流体在不同管路中流动时的流量qv、测压点之间的压强差ΔP，结合已知的管路的内径、长度等数据，应用机械能守恒式算出不同管路的λ‐Re变化关系及突然扩大管的?-Re关系。
从实验数据分析可知，光滑管、粗糙管的摩擦阻力系数随Re增大而减小，并且光滑管的摩擦阻力系数较好地满足Blasuis关系式：?? 。
突然扩大管的局部阻力系数随Re的变化而变化。
一、目的及任务①掌握测定流体流动阻力实验的一般实验方法。
②测定直管的摩擦阻力系数λ及突然扩大管和阀门的局部阻力系数ξ。
③验证湍流区内摩擦系数λ为雷诺数Re 和相对粗糙度的函数。
④将所得光滑管λ-Re方程与Blasius方程相比较。
二、基本原理1. 直管摩擦阻力不可压缩流体，在圆形直管中做稳定流动时，由于黏性和涡流的作用产生摩擦阻力；流体在流过突然扩大、弯头等管件时，由于流体运动的速度和方向突然变化，产生局部阻力。
影响流体阻力的因素较多，在工程上通常采用量纲分析方法简化实验，得到在一定条件下具有普遍意义的结果，其方法如下：流体流动阻力与流体的性质，流体流经处的几何尺寸以及流动状态相关，可表示为：△p=?(d,l,u,ρ, μ, ε) 引入下列无量纲数群。
雷诺数 Re?相对粗糙度管子长径比从而得到lddu???d??(du??l,,) ?dd?p?u2令???(Re,)d??p??ld?(Re,?ud)22可得到摩擦阻力系数与压头损失之间的关系，这种关系可用实验方法直接测定。
hf??p???ld?u22式中hf——直管阻力，J/kg；——被测管长，m； d——被测管内径，m； u——平均流速，m/s； ?——摩擦阻力系数。
当流体在一管径为d的圆形管中流动时，选取两个截面，用U形压差计测出这两个截面间的静压强差，即为流体流过两截面间的流动阻力。
根据伯努利方程找出静压强差和摩擦阻力系数的关系式，即可求出摩擦阻力系数。
流体力学实验指导书(雷诺、伯努利)
工程流体力学实验指导书河北理工大学给排水实验室编者：杨永2014 . 5 . 12适用专业：给排水工程专业、建筑环境与设备工程专业实验目录：实验一：雷诺实验实验二：伯努利方程实验实验三：阻力及阻力系数测定实验实验四：孔口管嘴实验实验操作及实验报告书写要求：一、实验课前认真预习实验要求有预习报告。
二、做实验以前把与本次实验相关的课本理论内容复习一下。
三、实验要求原始数据必须记录在原始数据实验纸上。
四、实验报告一律用标准实验报告纸。
五、实验报告内容包括：1. 实验目的；2. 实验仪器；3. 实验原理；4. 实验过程；5. 实验数据的整理与处理。
六、实验指导书只是学生的指导性教材，学生在写实验报告时指导书制作为参考，具体写作内容由学生根据实际操作去写。
七、根据专业不同以及实验学时，由任课教师以及实验老师选定实验内容。
建筑工程学院给排水实验室编者：杨永 2014.5实验一雷诺实验指导书一、实验目的：（一）观察实验中实验线的现象。
（二）掌握体积法测流量的方法。
（三）观察层流、临界流、紊流的现象。
（四）掌握临界雷诺数测量的方法。
二、实验仪器：实验中用到的主要仪器有：雷诺实验仪、1000mL 量筒、秒表、10L 水桶等三、实验原理：有压管路流体在流动过程中，由于条件的改变（例如，管径改变、温度的改变、管壁的粗糙度改变、流速的改变）会造成流体流态的变化，会出现层流、临界流、紊流等现象。
英国科学家雷诺（Reynolds ）在1883年通过系统的实验研究，首先证实了流体的流动结构有层流和紊流两种形态。
层流的特点是流体的质点在流动过程中互不掺混呈线状运动，运动要素不呈现脉动现象。
在紊流中流体的质点互相掺混，其运动轨迹是曲折混乱的，运动要素发生脉动现象。
雷诺等人经过大量的实验发现临界流速与过流断面的特征几何尺寸管径d 、流体的动力粘度μ和密度ρ有关，即()ρμ、、d f u k =。
由以上四个量组成一个无量纲数，称为雷诺数e R ,即νμρudud R e ==其中：u 为流速，ρ为流体的密度，μ为流体的动力粘度，ν为运动粘度。
PPT-项目二4伯努利方程及其应用(精)
2 gRi
1 0 R
2
qV , s Co
4
d
2 o
2 R( i ) g
孔板流量计
流体输送过程工艺参数的确定
0.84
影响孔流系数 C0 的因素： A0/A1、雷诺数 Re1=du1/、 取压位置、孔口的形状、 加工精度需由实验确定。 C0
0.82 0.80 0.78 0.76 0.74 0.72 0.70 0.68 0.66 0.64 0.62 0.60 0.4 0.3 0.2 0.1 0.05 3 104 105 106 0.6 0.5 0.7
Remax== u u d/d/ Re max max max
流体输送过程工艺参数的确定
皮托管加工及使用注意事项
皮托管的尺寸不可过大，一般皮托管直径不应超过管道直径的 1/50。 皮托管安装时， 必须保证安装点位于充分发展流段， 一般测量点的上、 下游最好各有 50d 以上的直管段作为稳定段。 皮托管管口截面要严格垂直于流动方向，偏离较大会造成大的偏差。
u0 A0
u0
1 A0 A1
CD
2 p1 p2
2
CD 2 p1 p2 1 1 2 2 A0 A1 CD 孔流系数 C0 2 1 A0 A1
p1 p2
U形压差计p1 p2 Ri g
u0 C0
C0
2 p1 p2
应用化工技术专业教学资源库《流体输送设备操作与控制》课程
项目二
流体输送过程工艺参数的确定
承担院校:南京科技职业学院
流体输送过程工艺参数的确定
项目二 流体输送过程工艺参数的确定
实验一 伯努利实验
实验一伯努利实验一、实验目的1、观察阀门开度不同时各测压管水头和总水头值；2、绘制实验管路测压管水头线与总水头线沿程变化规律曲线，进一步理解位能、压能、动能及能量损失之间的相互转化关系；3、掌握流速、流量、压强等水力学要素的实验测量技能。
二、实验装置及基本原理1、水箱2、水泵3、回流阀4、供水管5、回水管 6 、摆头 7、调节阀8、活动测头 9、水位计10、标尺 11、上水管 12、上水箱 14、排污 16、大透试管 17、弯管 18、小透明管水泵将水送到上水箱，然后流经小透明管18、大透明管16、弯管17，最后回到下水槽，水泵为单向电机驱动的漩涡，在整个试验过程中，上水箱都必须保证有溢出，以使流动系统的进口水位保持稳定，测压管的流量用阀7进行调节，阀7全开时流量可能过大，以致测压管负压，吸入空气，因此在阀7前端的管口内有一塑料节流孔，利用这节流孔的节流作用，限制最大流量。
因为采用的水泵是旋涡泵，这种水泵不能关小出口阀的办法控制流量而需用回流的方法控制，回流通过阀3调节。
实验时先将阀3全开，此时去上水箱的流量最小，然后逐步关小阀3，使测管最大流量时上水箱的溢流口仍有少量溢流即可，以后阀3的开度固定不必每次都调节。
测压管各点上的压强，有活动测头8、水位计9测量，活动测头有一小管伸入透明测管内，小管末端封闭，而管身上钻有一个小测压孔，该孔处于透明测压管的中心线上，试验时，当小孔正对水流方向时，测得的是总压；而垂直水流方向测得的是测压管水头。
测压管的流量通过活动摆头6用体积法进行测量。
三、实验步骤1、实验前的准备（1）检查零流速时，各水位记高度是否一致，如不一致，可能是测管内有汽泡或者安装高度不一致，应采取相应措施进行处理。
（2）合上水泵电源开关，如水泵不动，应即停电检查。
（3）检查当阀7全开时，上水箱是否仍有溢出，如无溢出，应适当关小阀3。
（4）检查摆头是否灵活。
2、实验进行（1）首先记录调节阀全关时的水位，即零流量水位及实验水温。
化工原理操作实验思考题答案
化工原理实验思考题实验一 雷诺实验1 影响流动形态的因素有哪些?流体的流动形态分为层流和湍流两种，由雷诺常数可知，影响流体流动形态的因素有管径、流速、流体密度以及流体黏度这4 点。
2 为什么要研究流体的流动形态？ 它在工业生产过程中有何实际指导意义？因为流体要输送,所以要知道流体的流动形态,流量多少?流速多少? 流速又跟压力有关,最大后确定管径。
3 生产中无法通过观察来判断管内流体的流动状态,可用什么反复来判断？通过流量，算出流速，再算出雷诺准数，根据雷诺准数的大小与文献表对比，便可知道。
实验二 流体能量转换（伯努利方程）实验1 为什么随流量增大,垂直玻璃管中液面下降？流量增大，动压头增大，增大的是由位压头转变的，所以位压头会减小，导致液面下降。
2.当流量增大时，水流过45度弯头的局部阻力系数ζ是否变化？解释其原因。
变化很小，忽略不计。
但局部损失是和流速的平方成正比关系，所以就算有所减小，相对因流速增大带来的影响，可忽略。
3 为什么实验中应保持溢流管中有水流动?保证溢流管水是满的，4 启动离心泵前，为何要先关闭出口阀，待启动运转正常后再逐渐开大，而停泵时也要关闭出口阀？离心泵起动时要关死点起动，即关闭出口阀。
这是因为此时流量为零，泵的功率最小，相应起动电流最小，不会对电网产生冲击。
停泵一般没必要关出口阀，有时是为了防止介质回流。
实验四 流体流动阻力损失的测定1 在对装置做排气工作时，是否一定要关闭流程尾部的流量调节阀？为什么？可以不关闭，因为流量调节阀的作用是调节流量的平衡的，避免压缩空气出现大的波动 2 为什么要对测试系统进行排气 如何让检查排气是否完全？若测压管内存有气体，在测量压强时，水柱因含气泡而虚高，使压强测得不准确。
排气后的测压管一端通静止的小水箱中（此小水箱可用有透明的机玻璃制作，以便看到箱内的水面），装有玻璃管的另一端抬高到与水箱水面略高些，静止后看液面是否与水箱中的水面齐平，齐平则表示排气已干净。
气体的流速计算伯努利方程-20210711093808
气体的流速计算伯努利方程20210711093808一、伯努利方程概述伯努利方程是流体力学中描述流体流动的基本方程之一，它反映了在流体流动过程中，速度、压力和高度之间的关系。
对于气体而言，伯努利方程同样适用，可以用来计算气体的流速。
伯努利方程的基本形式如下：P + 1/2ρv^2 + ρgh = 常数其中，P为气体压力，ρ为气体密度，v为气体流速，g为重力加速度，h为气体所处的高度。
二、气体流速计算1. 已知条件要计算气体流速，我们需要知道气体的压力、密度、重力加速度和高度。
这些参数可以通过实验测量得到，或者根据气体的性质和所处环境进行估算。
2. 计算步骤(1) 确定气体压力P、密度ρ、重力加速度g和高度h的数值。
(2) 将这些数值代入伯努利方程，求解气体流速v。
(3) 分析计算结果，确保流速值在合理范围内。
三、实际应用伯努利方程在气体流速计算中有着广泛的应用，例如：1. 气体管道输送：在气体输送过程中，利用伯努利方程可以计算管道中气体的流速，从而确定管道的设计参数，如直径、壁厚等。
2. 气体喷射：在气体喷射设备中，利用伯努利方程可以计算喷射气体的流速，从而优化喷射效果。
3. 气体风机：在气体风机的设计和运行中，利用伯努利方程可以计算气体流速，从而提高风机效率。
4. 气体扩散：在气体扩散过程中，利用伯努利方程可以计算气体流速，从而分析气体扩散的规律。
伯努利方程在气体流速计算中具有重要的作用。
通过合理应用伯努利方程，我们可以更好地理解和解决气体流动问题，为工程实践提供有力支持。
气体的流速计算伯努利方程20210711093808四、伯努利方程的适用条件伯努利方程在应用时需要满足一定的条件，以确保计算的准确性。
这些条件包括：1. 流体不可压缩：伯努利方程适用于不可压缩流体，即流体密度在流动过程中保持不变。
对于气体而言，当气体流速较低，压力变化不大时，可以近似认为气体是不可压缩的。
2. 流动是稳定的：伯努利方程适用于稳定的流动，即流体的速度、压力和高度随时间保持不变。