(一)雷诺实验
雷诺实验
（三）实验装置 雷诺实验装置主要由稳压溢流水槽、实验导管、转子 流量计、低位贮水槽、循环水泵等部分组成，演示主管路 为φ20×2mm硬质玻璃。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实验导管和流量计，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，
水流量由调节阀控制。
具体实验装置见下图：
的流型已进入湍流区域，记下水的流量和温度数据，以计算
上临界雷诺数据。 反复进行数次（至少五至六次）取平均值。
3、注意事项
（1）本实验示踪剂采用红墨水，它由红墨水储瓶，经连
接软管和注射针头，注入实验导管。应当注意调节注射针头
的位置使针头位于管轴线上为佳，红墨水的注射速度应与主 体流体的流速相近（略低一些），因此随水流量的增大，需 相应的调节红墨水注射流量，才能得到较好的实验效果。 （2）在实验过程中应随时注意稳压槽溢水流量，随着操 作流量的变化，相应调节低位贮水槽的供水量，防止稳压槽 内液面下降或泛滥事故发生。
3、在实验过程中切勿碰撞设备，操作时也要轻巧缓慢， 以免干扰流体流动过程的稳定性。实验过程有一定的滞后现 象，因此调节流量的过程切勿操之过急，状态确定稳定之后， 再继续调节或记录数据。
（五）计算参考数据
实验导管内径：18mm （六）数据记录
六记录表
管子内径
项目 序号
水的温度
1
2
3
4
5
水的密度
水的粘度 流量计读数
观察流动类型
Re
ห้องสมุดไป่ตู้
七、实验结果 上临界雷诺数Re=
下临界雷诺数Re=
（七）思考题
1、影响流动形态的因素有哪些？ 2、如果管子是不透明的，不能用直接观察来判断管中
雷诺实验实验报告
雷诺实验实验报告引言：流体力学是研究流体运动、介质变形和相互作用的物理学科。
在研究流体运动时，常常需要了解流体在管道或渠道中的速度分布规律。
雷诺在19世纪末提出了一种基于机械模型的流体力学实验，即雷诺实验。
本文将对雷诺实验的原理、实验步骤和结果进行探讨。
一、实验原理：1.雷诺数：在研究流体力学时，我们一般会关注流体的黏性和惯性，也就是黏性力和惯性力之比的大小。
黏性力是由于流体内部分子之间的摩擦而产生的，惯性力则是由于流体运动的惯性而产生的。
雷诺数就是黏性力和惯性力之比，它反映了流体运动的不稳定性和混沌性。
2.雷诺实验：雷诺实验是一种基于机械模型的流体力学实验，通过改变水槽的尺寸、流量和流体黏度等参数，来产生不同的雷诺数。
实验中，利用模型船在水槽里运动，通过观察模型船周围的水流运动规律，来研究流体的流动特性。
二、实验步骤：1.实验装置：雷诺实验中主要使用的装置是一个长方形水槽，在水槽内部还安装有波纹板和流涡板，用以形成水流的不稳定性。
同时装置中还需要使用一个可以调节流量的水泵，将水流进行控制。
2.实验流程：（1）首先上电启动水泵，调节水流量（2）将模型船置于水槽内部，并调整位置，使得模型船与波纹板、流涡板之间的距离保持恒定（3）开启灯光，用高速摄像机对水槽内部的水流进行拍摄（4）通过观察拍摄到的影像画面，来分析水流的流动规律以及模型船周围的流斑等现象（5）根据拍摄到的影像数据，计算得出流动速度、雷诺数等参数三、实验结果：实验的主要目的是观察流体在不同雷诺数下的运动规律和特性。
通过实验得出的结果如下：1.当雷诺数比较小的时候，水流运动非常规律，没有出现明显的湍流。
2.随着雷诺数逐渐增加，湍流现象开始出现。
3.当雷诺数较大时，湍流现象非常明显，水流变得非常混乱。
以上结果和流体力学的理论结果非常符合，证实了雷诺实验的有效性。
结论：雷诺实验是一种非常有价值的实验方法，能够帮助我们更好地了解流体力学中的一些基本概念和理论。
实验一 雷诺实验
实验一雷诺实验一、实验目的1、观察流体在管内的两种不同流动形态2、找出层流，湍流所对应的Re范围3、观察层流时管路中流体的速度分布状况4、确定层流变为湍流时的临界雷诺数二、实验原理：Re=duρ/μRe<2000 层流，2000<Re<4000,过渡流，Re>4000，湍流三、实验方法1、实验前的准备工作(1)必要时调整红水细管4的位置,使它处于实验管道6的中心线上。
(2 向红水储瓶 2 中加入适量的用水稀释过的红墨水。
(3) 关闭流量调节阀10、7、9,打开进水阀3,使自来水充满水槽,•并使其有一定的溢流量。
(4) 轻轻打开阀门10,让水缓慢流过实验管道。
使红水全部充满细管道中。
2、雷诺实验的过程(1)调节进水阀,维持尽可能小的溢流量。
(2)缓慢地适当打开红水流量调节夹 ,即可看到当前水流量下实验管内水的流动状况，读取流量计的流量并计算出雷诺准数。
(3)增大进水阀3 的开度，在维持尽可能小的溢流量的情况下提高水的流量。
并同时根据实际情况适当调整红水流量,即可观测其他各种流量下实验管内的流动状况。
读取流量计的流量并计算出雷诺准数。
3、流体在圆管内作流体速度分布演示实验（1）首先将进口阀 3打开，关闭出口阀门7。
（2）将红水流量调节夹打开，使红水滴落在不流动的实验管路（3）突然打开放水阀门10，在实验管路中可以清晰地看到红水流动所形成的速度分布。
4、实验结束时的操作（1）关闭红水流量调节夹,使红水停止流动。
（2）关闭进水阀 3,使自来水停止流入水槽。
（3）待实验管道的红色消失时,关闭阀门10。
（4）若日后较长时间不用,请将装置内各处的存水放净。
四、实验注意事项：做滞流时,为了使滞流状况能较快地形成,而且能够保持稳定,需要注意以下几点：1、本实验示踪剂采用红墨水，它由红墨水贮瓶，经连接软管注入试验导管。
红墨水的注射速度应与主体流体流速相近（略低些为宜），因此，随着水流速的增大，需相应地细心调节红墨水注射流量，才能得到较好的实验效果。
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
实验一雷诺实验一、实验目的1.观察层流和紊流的流态及其转换特征;2.
实验一 雷诺实验一、实验目的1. 观察层流和紊流的流态及其转换特征;2. 通过临界雷诺数，掌握圆管流态判别准则;3. 学习在流体力学中应用无量纲参数进行试验研究的方法，并了解其使用意义。
二、实验装置本实验的装置如图1.1所示。
1. 自循环供水器；2.实验装置本体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.实验流量调节阀图1.1 自循环雷诺实验装置图供水流量由无级调速器调控，使恒温压水箱始终保持微溢流的状态，以提高管道进口前水流的稳定度。
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。
有色水经有色管水水管注入实验管道，可根据有色水散开与否判别流态。
为防止自循环水污染，有色水采用自行消色的专用色水。
三、实验原理v v q K vd q v d V ⋅=⋅⋅=⋅=π4Re vd K ⋅⋅=π4 式中：Re ——雷诺数V ——流体速度v q ——流量K ——计算常数V ——运动粘度四、实验步骤1. 记录本实验的有关常常数（标记于恒压水箱正面）2. 观察两种流态打开开关，使水箱充水至溢流水位，经稳定后，微微开启流量调节阀，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，然后逐步开大流量调节阀，通过颜色水直线的变化观察层流转变到紊流的水利特征。
3. 测定下临界雷诺数（1）将流量调节阀打开，使管道中流体呈完全紊流，再逐步关小流量调节阀使流量减小。
当流量调节到使颜色水在全管内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，用体积法或电测法测定流量；（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）重新打开流量调节阀，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量记录水温，从而求得水的运动粘度。
注意：a. 每调节流量调节阀门一次，均需等待稳定几分钟b. 关小阀门过程中，只允许逐渐减小，不允许开大c. 随出水量减小，应适当调小调速器开关（右旋），以减小溢流量引发的扰动。
雷诺实验原理
雷诺实验原理雷诺实验是流体力学中的一个重要实验，它是由法国物理学家亨利·雷诺于1883年提出的。
雷诺实验通过研究液体在管道中的流动情况，揭示了液体流动的规律，对于理解流体力学和工程实践具有重要意义。
本文将详细介绍雷诺实验的原理及其应用。
首先，雷诺实验的原理是基于雷诺数的概念。
雷诺数是流体力学中的一个重要无量纲参数，它描述了流体流动的稳定性和湍流性质。
雷诺数的计算公式为Re=ρVD/μ，其中ρ为流体密度，V为流体流速，D为管道直径，μ为流体动力粘度。
当雷诺数小于2100时，流体流动呈现层流状态；当雷诺数大于4000时，流体流动呈现湍流状态。
而在2100和4000之间的过渡区域则是流体流动的不稳定状态。
通过对雷诺数的测量和分析，可以揭示流体流动的性质和规律。
其次，雷诺实验的原理还涉及到流体动力学的基本方程。
流体动力学描述了流体在外力作用下的运动规律，其基本方程包括连续方程、动量方程和能量方程。
在雷诺实验中，通过对流体流动的速度场、压力场和温度场的测量，可以建立流体动力学的数学模型，进而分析流体流动的特性。
雷诺实验通过对流体动力学方程的实验验证，可以验证流体流动理论的准确性，并为工程实践提供重要参考。
最后，雷诺实验的应用涉及到流体力学和工程实践的多个领域。
在航空航天、水利工程、化工等领域，雷诺实验被广泛应用于流体流动的研究和工程设计中。
通过对管道、水泵、风机等流体设备的雷诺实验，可以优化流体流动的结构和性能，提高设备的效率和可靠性。
此外，雷诺实验还可以用于研究气液两相流、多相流等复杂流体流动现象，为工程实践提供重要的理论基础。
综上所述，雷诺实验是流体力学中的重要实验，其原理涉及到雷诺数、流体动力学方程等基本概念，应用涉及到多个工程领域。
通过对雷诺实验的研究和应用，可以深入理解流体流动的规律，为工程实践提供重要的理论支持。
希望本文的介绍可以帮助读者更好地理解雷诺实验的原理及其应用。
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。
实验讲义(化工原理)
实验一、雷诺实验一、实验目的1.了解管内流体质点的运动方式，认识不同流动形态的特点，掌握判别流型的准则。
2.观察圆直管内流体作层流、过渡流、湍流的流动型态。
观察流体层流流动的速度分布。
二、实验内容1. 以红墨水为示踪剂，观察圆直玻璃管内水为工作流体时，流体作层流、过渡流、湍流时的各种流动型态。
2.观察流体在圆直玻璃管内作层流流动的速度分布。
三、实验装置实验装置流程如图1-1所示。
图1-1 雷诺实验装置1 溢流管；2 墨水瓶；3 进水阀；4示踪剂注入管5水箱；6 水平玻璃管；7 流量调节阀实验管道有效长度: L＝600 mm外径: Do＝30 mm内径: Di＝24.5 mm孔板流量计孔板内径: do＝9.0 mm四、实验步骤1. 实验前的准备工作(1) 实验前应仔细调整示踪剂注入管4的位置，使其处于实验管道6的中心线上。
(2) 向红墨水储瓶2 中加入适量稀释过的红墨水，作为实验用的示踪剂。
(3) 关闭流量调节阀7，打开进水阀3，使水充满水槽并有一定的溢流，以保证水槽内的液位恒定。
(4) 排除红墨水注入管4中的气泡，使红墨水全部充满细管道中。
2. 雷诺实验过程(1) 调节进水阀，维持尽可能小的溢流量。
轻轻打开阀门7，让水缓慢流过实验管道。
(2) 缓慢且适量地打开红墨水流量调节阀，即可看到当前水流量下实验管内水的流动状况（层流流动如图1-2所示）。
用体积法（秒表计量时间、量筒测量出水体积）可测得水的流量并计算出雷诺准数。
因进水和溢流造成的震动，有时会使实验管道中的红墨水流束偏离管的中心线或发生不同程度的摆动；此时, 可暂时关闭进水阀3，过一会儿，即可看到红墨水流束会重新回到实验管道的中心线。
图1-2层流流动示意图(3) 逐步增大进水阀3和流量调节阀7的开度，在维持尽可能小的溢流量的情况下提高实验管道中的水流量，观察实验管道内水的流动状况（过渡流、湍流流动如图1-3所示）。
同时，用体积法测定流量并计算出雷诺准数。
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实 验 名 称： 雷诺实验
学 院： 环境与化学工程学院
专 业： 化学工程与工艺
班 级： 14化工02班 姓 名： 胡海明
学 号： 217
指 导 教 师： 赵亚梅
日 期： 2016年11月16日 雷诺实验 一、实验目的 1．观察圆管内层流、紊流两种流动状态及其转换的现象。
2．测定临界雷诺数，掌握圆管流态判别准则。
二、实验装置 图4-1 雷诺实验装置 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 雷诺实验装置如图4-1所示；
供水流量由无级调速器调控，使恒压水箱4始终保持微溢流的状态，以提高进口前水体稳定程度。
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，可根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。
三、实验原理
1．实际流体的流动会呈现出两种不同的型态，具有不同的运动特性。
它们的区别在于：流动过程中流体层之间是否发生混掺现象。
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，为无序的随机运动。
化
工原
理
实
验
报告
2．圆管中恒定流动的流态转化取决于雷诺数。
雷诺根据大量实验资料，将影响流体流动状态的因素归纳成一个无因次数，称为雷诺数Re ，作为判别流体流动状态的准则
（4-1） （4-2） 式中 ——圆管直径，cm
——流体的运动粘度，cm 2/s
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
(cm 2/s) （4-3） 3．判别流体流动状态的关键因素是临界速度。
临界速度随流体的粘度、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，从紊流到层流过渡时的速度称为下临界流速。
4．圆管中定常流动的流动状态发生转化时对应的雷诺数称为临界雷诺数，对应于上、下临界速度的雷诺数，称为上临界雷诺数和下临界雷诺数。
上临界雷诺数表示超过此雷诺数的流动必为紊流，它很不确定，跨越一个较大的取值范围。
而且极不稳定，只要稍有干扰，流态即发生变化。
上临界雷诺数常随实验环境、流动的起始状态不同有所不同，在工程技术中没有实用意义。
有实际意义的是下临界雷诺数，它表示低于此雷诺数的流动必为层流，有确定的取值。
通常均以它作为判别流动状态的准则，即
Re < 2320 时，层流
Re > 2320 时，紊流
该值是圆形光滑管或近于光滑管的数值，工程实际中一般取Re = 2000。
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。
针对圆管中定常流动的情况，容易理解：减小管径 d 、减KQ d Q vd vd ====ν
πνμρ4Re ν
πd K 4=d ν2000221.00337.010178.0t
t ++=ν
小流速v、加大流体运动粘度三种途径都是有利于流动稳定的。
总之，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。
6．由于两种流态的流场结构和动力特性存在很大的区别，对它们加以判别并分别讨论是十分必要的。
层流遵循牛顿内摩擦定律，其能量损失与流速一次方成正比。
紊流受粘性和紊动共同作用，其阻力比层流大得多，紊流能量损失与流速的～2次方成正比。
具体的流动是紊流还是非紊流（层流），可用Re作判据加以判别。
四、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，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，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在全管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(2320)比较，偏离过大需重测。
注意：
①每调节阀门一次，均需等待几分钟；
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。
4．测定上临界雷诺数
（1）完全关闭调节阀，待稳定后，微开调节阀使管中出现层流，逐渐开大调节阀。
注意：阀门只许开大，不许关小，待颜色水流刚好散开，表明由层流刚好转为紊流，即上临界状态；
（2）用体积法测定流量；
（3）重新关闭调节阀，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）根据所测流量计算上临界雷诺数。
上临界雷诺数实测值在3000～5000范围之间，有的甚至更大，与操作的快慢、水箱的紊动度以及外界的干扰等密切相关。
流动状态指：上临界、下临界、层流、湍流
颜色水线形态：稳定直线、稳定略弯曲、直线摆动、直线抖动、断续、完全散开等
五、实验分析与讨论
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的判据实测下临界雷诺数为多少
答：上临界雷诺数常随实验环境、流动的起始状态不同有所不同，因此在工程技术中没有实用意义。
而有实际意义的是下临界雷诺数，它表示低于此雷诺数的流动必为层流，有确定的取值；通常均以它作为判别流动状态的准则。
（此实验为演示实验没，故无实测下临界雷诺数）
2．雷诺实验得出的圆管流动下临界雷诺数理论值为2320，而目前一般教科书中介绍采用的下临界雷诺数是2000，原因何在
答：下临界雷诺数也并非与干扰绝对无关。
雷诺实验是在环境的干扰极小，实验前水箱中的水体经长时间的稳定情况下，经反复多次细心量测得出的。
而后人的大量实验很难重复得出雷诺实验的准确数值，通常在2000-2300之间。
因此，从工程实用出发，教科书中介绍的圆管下临界雷诺数一般是2000。
3．圆管内液流有哪几种流动状态它们的特点如何结合实验现象说明。
答：圆管内液流有层流、湍流两种状态；层流是的一种流动状态，它作层状的流动。
流体在管内低速流动时呈现为层流，其质点沿着与管轴平行的方向作平滑。
流体的在管中心处最大，其近壁处最小。
在低雷诺数的情况下，细致地调节细管中红水的流速，当它与主流管内水流速度相近时，可以看到清水中有稳定而清晰的红色水平流线，主流管中各水层互不干扰，这种变化可以用雷诺数来量化.雷诺数较小时,黏滞力对流场的影响大于惯性力,流场中流速的扰动会因黏滞力而衰减,流体流动稳定,为层流；
湍流当流速增加到很大时，流线不再清楚可辨，流场中有许多小漩涡，层流被破坏，相邻流层间不但有滑动，还有混合。
这时的流体作不规则运动，有垂直于流管轴线方向的分速度产生，这种运动称为湍流，又称为乱流、扰流或紊流。
若雷诺数较大时,惯性力对流场的影响大于黏滞力,流体流动较不稳定,流速的微小变化容易发展、增强,形成紊乱、不规则的湍流流场。