雷诺实验和伯努利实验报告记录

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2023年雷诺实验和伯努利实验报告

2023年雷诺实验和伯努利实验报告

试验七雷诺试验一、试验目旳1.观测液体流动时旳层流和紊流现象。

辨别两种不一样流态旳特性, 弄清两种流态产生旳条件。

分析圆管流态转化旳规律, 加深对雷诺数旳理解。

2、测定颜色水在管中旳不一样状态下旳雷诺数及沿程水头损失。

绘制沿程水头损失和断面平均流速旳关系曲线, 验证不一样流态下沿程水头损失旳规律是不一样旳。

深入掌握层流、紊流两种流态旳运动学特性与动力学特性。

3、通过对颜色水在管中旳不一样状态旳分析, 加深对管流不一样流态旳理解。

学习古典流体力学中应用无量纲参数进行试验研究旳措施, 并理解其实用意义。

二、试验原理1.液体在运动时, 存在着两种主线不一样旳流动状态。

当液体流速较小时, 惯性力较小, 粘滞力对质点起控制作用, 使各流层旳液体质点互不混杂, 液流呈层流运动。

当液体流速逐渐增大, 质点惯性力也逐渐增大, 粘滞力对质点旳控制逐渐减弱, 当流速到达一定程度时, 各流层旳液体形成涡体并能脱离原流层, 液流质点即互相混杂, 液流呈紊流运动。

这种从层流到紊流旳运动状态, 反应了液流内部构造从量变到质变旳一种变化过程。

液体运动旳层流和紊流两种型态, 首先由英国物理学家雷诺进行了定性与定量旳证明, 并根据研究成果, 提出液流型态可用下列无量纲数来判断:Re=Vd/νRe称为雷诺数。

液流型态开始变化时旳雷诺数叫做临界雷诺数。

在雷诺试验装置中, 通过有色液体旳质点运动, 可以将两种流态旳主线区别清晰地反应出来。

在层流中, 有色液体与水互不混惨, 呈直线运动状态, 在紊流中, 有大小不等旳涡体振荡于各流层之间, 有色液体与水混掺。

2、在如图所示旳试验设备图中, 取1-1, 1-2两断面, 由恒定总流旳能量方程知:f 2222221111h g2V a p z g 2V a p z ++γ+=+γ+由于管径不变V 1=V 2 ∴=γ+-γ+=)pz ()p z (h 2211f △h 因此, 压差计两测压管水面高差△h 即为1-1和1-2两断面间旳沿程水头损失, 用重量法或体积浊测出流量, 并由实测旳流量值求得断面平均流速 , 作为lghf 和lgv 关系曲线, 如下图所示, 曲线上EC 段和BD 段均可用直线关系式表达, 由斜截式方程得:lgh f =lgk+mlgv lgh f =lgkv m h f =kv m m 为直线旳斜率式中:12ff v lg v lgh lg h lg tg m 12--=θ=试验成果表明EC=1, θ=45°, 阐明沿程水头损失与流速旳一次方成正比例关系, 为层流区。

化工原理实验

化工原理实验

实验一 雷诺试验一、实验目的与要求1、观察流体流动轨迹随流速的变化情况,通过转子流量计改变流量观察流体的流动型态,并对层流和湍流的现象进行比较;2、计算雷诺数并比较雷诺数值与流动型态的关系,确定临界雷诺准数。

二、实验原理雷诺实验揭示了重要的流体流动机理,当流体流速较小时,流体质点只沿流动方向作一维的运动,与其周围的流体间无宏观的混合即分层流动,这种流动形态称层流或滞流。

流体流速增大至一定程度后,流体质点除流动方向(沿管轴方向)上的流动外,还向其它方向作随机的运动,即存在流体质点的不规则的脉动,流体质点彼此混合并有旋涡生成,这种流动形态称湍流或紊流。

层流与湍流是两种完全不同的流动型态。

除流速u 外,管径d ,流体粘度μ和密度ρ,对流动形态也有影响,雷诺将这些影响流体流动形态的因素用雷诺准数(或雷诺数) Re 表示。

即:μρdu =Re一般情况下: Re<2000 层流区 2000<Re<4000 过渡区 Re>4000 湍流区三、实验装置1.示踪剂瓶;2.稳压溢流水槽;3.试验导管;4.转子流量计;5.示踪剂调节阀;6.水流量调节阀;7.上水调节阀;8.放风阀图1 雷诺实验装置四、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。

将适量示踪剂(红墨水)加入贮瓶内备用,并排尽贮瓶与针头之间管路内的空气。

2.实验前,先对转子流量计进行标定,作好流量标定曲线。

3.用温度计测定水温。

实验操作步骤:(一)、先做演示实验,观察滞流与湍流时流速分布曲线形态。

1、在玻璃管中流体为静止状态下迅速加入墨水,让墨水将指针附近2-3厘米的水层染上颜色,然后停止加入墨水。

2、慢慢打开水流量阀,并逐渐加大流量至一定的值后,观察墨水随流体流动形成的流速分布曲线形态。

(二)、确定不同流动形态下的临界雷诺准数。

1、打开水源上水阀使高位槽保持少量的溢流,维持高位槽液面稳定,以保证实验具有稳定的压头。

伯努利气流实验实验报告(3篇)

伯努利气流实验实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 验证伯努利方程在流体力学中的适用性。

2. 理解流体在流动过程中能量转换的规律。

3. 掌握伯努利方程在实际应用中的计算方法。

4. 分析不同因素对伯努利方程计算结果的影响。

二、实验原理伯努利方程是描述流体在流动过程中能量转换规律的重要方程。

该方程表明,在流体稳定流动的情况下,其总能量(包括动能、势能和压能)在流动过程中保持不变。

具体来说,对于不可压缩流体,伯努利方程可以表示为:\[ P + \frac{1}{2} \rho v^2 + \rho gh = \text{常数} \]其中:- \( P \) 表示流体的压强;- \( \rho \) 表示流体的密度;- \( v \) 表示流体的流速;- \( g \) 表示重力加速度;- \( h \) 表示流体相对于基准面的高度。

本实验通过搭建伯努利气流实验装置,测量不同位置的压强、流速和高度,验证伯努利方程的适用性,并分析能量转换规律。

三、实验装置实验装置主要包括以下部分:1. 实验台:用于放置实验器材。

2. 水泵:用于产生稳定的水流。

3. 螺旋管:用于模拟流体在管道中的流动。

4. 压力传感器:用于测量流体在不同位置的压强。

5. 流速传感器:用于测量流体在不同位置的流速。

6. 高度计:用于测量流体在不同位置的高度。

7. 数据采集器:用于采集传感器数据。

四、实验步骤1. 将实验装置搭建好,确保各部件连接正确。

2. 打开水泵,使水流通过螺旋管。

3. 使用压力传感器、流速传感器和高度计分别测量螺旋管不同位置的压强、流速和高度。

4. 将测量数据输入数据采集器,进行数据处理和分析。

5. 根据伯努利方程计算不同位置的流速、压强和高度,验证伯努利方程的适用性。

五、实验结果与分析1. 实验结果表明,伯努利方程在实验过程中适用性良好,计算结果与实际测量值基本一致。

2. 通过实验数据分析,得出以下结论:- 流体在流动过程中,动能和势能可以相互转换,但总能量保持不变。

冶金传输原理实验指导书

冶金传输原理实验指导书

实验1:雷诺实验一、实验目的1. 观察流体流动的各种形态。

2. 测定流体流动形态与雷诺数的关系。

3. 观察层流时管道断面流速分布。

二、实验原理流体的流动状态分为层流和湍流。

雷诺数Re udρμ=是判断其状态的基本依据。

流动状态转变时的雷诺数值称为临界雷诺数。

通常,将湍流转变为层流的雷诺数为2300,而层流转变为湍流的雷诺数为4000。

因此,当Re<2300时,流动呈层流。

当Re>4000时,流动呈湍流。

当2300<Re<4000时,流动形态可能使层流,也可能使湍流。

但即使是层流,也是不稳定的,稍有振动即变为湍流,对于圆管有压流动,当Re<2300时为层流,当Re>2300-4000时流动状态逐渐转变为湍流。

平均流速u 由体积流量和有效截面面积求出,其中流量V s 用体积法测出,即在t 时间内流入计量水箱中流体的体积V ,则:体积流量:s V V t=;有效截面面积:24πd A =;平均流速:s V u A=式中:A —管路的横截面积; d —管路直径; u —流速;μ—水的动力粘度。

三、实验装置 见图2。

四、实验步骤1. 准备工作:将水箱充水至经隔板溢流流出,将进水阀门关小,继续向水箱供水,以保持水位高度H 不变。

2. 缓慢开启阀门11,使玻璃管中水稳定流动,并开启墨盒阀门,使红色水以微小流速在玻璃管内流动,呈层流状态。

3. 调节阀门11使流量增大,直至有色流束在管内开始波动,呈现波浪状,但不与周围水流相混。

4. 继续增大流量,有色流束抖动剧烈并向周围扩散,开始与周围水掺混在一起,整个管内水流质点杂论无章,呈现出湍流状态。

5. 调节使流量逐渐变小,观察上述步骤2-4的相反过程。

6. 关闭墨盒阀门,待管内水流清澈后关闭阀门11,然后开启一下墨盒阀门,注入少量有色水使管内水流局部被染色。

再缓慢开启阀门11,让管内为层流流动。

图2 雷诺实验装置图1.水箱及潜水泵2.上水管3. 溢流管4. 电源5.整流栅6.溢流板7.墨盒8. 墨针9. 实验管11. 调节阀12. 计量水箱13. 回水管14实验桌五、实验报告1.实验目的、实验原理。

化工原理雷诺实验报告doc

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)

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。

化工原理雷诺实验报告

化工原理雷诺实验报告

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:??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??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。

实验1 雷诺实验和柏努利实验 - 副本

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。

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雷诺实验和伯努利实验报告记录————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:23实验七 雷诺实验一、实验目的 1、观察液体流动时的层流和紊流现象。

区分两种不同流态的特征,搞清两种流态产生的条件。

分析圆管流态转化的规律,加深对雷诺数的理解。

2、测定颜色水在管中的不同状态下的雷诺数及沿程水头损失。

绘制沿程水头损失和断面平均流速的关系曲线,验证不同流态下沿程水头损失的规律是不同的。

进一步掌握层流、紊流两种流态的运动学特性与动力学特性。

3、通过对颜色水在管中的不同状态的分析,加深对管流不同流态的了解。

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、实验原理1、液体在运动时,存在着两种根本不同的流动状态。

当液体流速较小时,惯性力较小,粘滞力对质点起控制作用,使各流层的液体质点互不混杂,液流呈层流运动。

当液体流速逐渐增大,质点惯性力也逐渐增大,粘滞力对质点的控制逐渐减弱,当流速达到一定程度时,各流层的液体形成涡体并能脱离原流层,液流质点即互相混杂,液流呈紊流运动。

这种从层流到紊流的运动状态,反应了液流内部结构从量变到质变的一个变化过程。

液体运动的层流和紊流两种型态,首先由英国物理学家雷诺进行了定性与定量的证实,并根据研究结果,提出液流型态可用下列无量纲数来判断:Re=Vd/νRe 称为雷诺数。

液流型态开始变化时的雷诺数叫做临界雷诺数。

在雷诺实验装置中,通过有色液体的质点运动,可以将两种流态的根本区别清晰地反映出来。

在层流中,有色液体与水互不混惨,呈直线运动状态,在紊流中,有大小不等的涡体振荡于各流层之间,有色液体与水混掺。

2、在如图所示的实验设备图中,取1-1,1-2两断面,由恒定总流的能量方程知:f 2222221111h g2V a p z g 2V a p z ++γ+=+γ+因为管径不变V 1=V 2 ∴=γ+-γ+=)pz ()p z (h 2211f △h 所以,压差计两测压管水面高差△h 即为1-1和1-2两断面间的沿程水头损失,用重量法或体积浊测出流量,并由实测的流量值求得断面平均流速AQV =,作为lgh f 和lgv 关系曲线,如下图所示,曲线上EC 段和BD 段均可用直线关系式表示,由斜截式方程得:lgh f =lgk+mlgv lgh f =lgkv m h f =kv m m 为直线的斜率 式中:12ff v lg v lgh lg h lg tg m 12--=θ=实验结果表明EC=1,θ=45°,说明沿程水头损失与流速的一次方成正比例关系,为层流区。

BD 段为紊流区,沿程水头损失与流速的 1.75~2次方成比例,即m=1.75~2.0,其中AB 段即为层流向紊流转变的过渡区,BC 段为紊流向层流转变的过渡区,C 点为紊流向层流转变的临界点,C 点所对应流速为下临界流速,C 点所对应的雷诺数为下监界雷诺数。

A 点为层流向紊流转变的临界4 点,A 点所对应流速为上临界流速,A 点所对应的雷诺数为上临界雷诺数。

三、实验设备下图是流态实验装置图。

它由能保持恒定水位的水箱,试验管道及能注入有色液体的部分等组成。

实验时,只要微微开启出水阀,并打开有色液体盒连接管上的小阀,色液即可流入圆管中,显示出层流或紊流状态。

图7-1 自循环液体两种流态演示实验装置图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有色水。

四、实验步骤1、开启电流开关向水箱充水,使水箱保持溢流。

2、微微开启泄水阀及有色液体盒出水阀,使有色液体流入管中。

调节泄水阀,使管中的有色液体呈一条直线,此时水流即为层流。

此时用体积法测定管中过流量。

3、慢慢加大泄水阀开度,观察有色液体的变化,在某一开度时,有色液体由直线变成波状形。

再用体积法测定管中过流量。

4、继续逐渐开大泄水阀开度,使有色液体由波状形变成微小涡体扩散到整个管内,此时管中即为紊流。

并用体积法测定管中过流量。

5、以相反程序,即泄水阀开度从大逐渐关小,再观察管中流态的变化现象。

并用体积法测定管中过流量。

五、绘图分析在双对数纸上以V 为横坐标,h f 为纵坐标,绘制lgV~lgh f 曲线,并在曲线上找上临界流速V K上,计算上临界雷诺数R EK 上ν•=dV k 上并定出两段直线斜率m 1,m 2。

512ff v lg v lgh lg h lg m 12--=将从图上求得的m 值与各流区m 理论值进行比较,并分析不同流态下沿程水头损失的变化规律。

六、思考题1、液体流态与哪些因素有关?为什么外界干扰会影响液体流态的变化?2、雷诺数的物理意义是什么?为什么雷诺数可以用来判别流态?3.临界雷诺数与哪些因素有关?为什么上临界雷诺数和下临雷诺数不一样? 4.流态判据为何采用无量纲参数,而不采用临界流速?5.分析层流和紊流在动力学特性和运动学特性方面各有何差异? 6.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紊流的判据?本实验中如在相同条件下(环境、温度、仪器设备等)测出下临界雷诺数与所测上临界雷诺数有何异同?为什么?6柏努利实验一、实验目的l 、研究流体各种形式能量之间关系及转换,加深对能量转化概念的理解; 2、深入了解柏努利方程的意义。

二、实验原理l 、不可压缩的实验液体在导管中作稳定流动时,其机械能守恒方程式为:∑+++=+++fe h p u g z W p u g z ρρ2222121122 (1)式中:u l 、u 2一分别为液体管道上游的某截面和下游某截面处的流速,m /s ;P 1、P 2一分别为流体在管道上游截面和下游截面处的压强,Pa ;z l 、z 2一分别为流体在管道上游截面和下游截面中心至基准水平的垂直距离,m; ρ一流体密度,Kg /m ; We —液体两截面之间获得的能量,J /Kg; g 一重力加速度,m /s 2; ∑h f 一流体两截面之间消耗的能量,J /Kg 。

2、理想流体在管内稳定流动,若无外加能量和损失,则可得到:ρρ2222121122p u g z p u g z ++=++ (2)表示1kg 理想流体在各截面上所具有的总机械能相等,但各截面上每一种形式的机械能并不一定相等,但各种形式的机械能之和为常数,能量可以相互转换。

3、 流体静止,此时得到静力学方程式:7ρρ2211p g z p g z +=+(3)所以流体静止状态仅为流动状态一种特殊形式。

三、实验装置及流程试验前,先关闭试验导管出口调节阀,并将水灌满流水糟,然后开启调节阀,水由进水管送入流水槽,流经水平安装的试验导管后,试验导管排出水和溢流出来的水直接排入下水道。

流体流量由试验导管出口阀控制。

进水管调节阀控制溢流水槽内的溢流量,以保持槽内液面稳定,保证流动系统在整个试验过程中维持稳定流动。

四、实验内容(一)演示1、静止流体的机械能分布及转换将试验导管出口阀全部关闭,以便于观察(也可在测压管内滴入几滴红墨水),观察A 、B 、C 、D 点处测压管内液柱高低。

2、一定流量下流体的机械能分布及转换缓慢调节进水管调节阀,调节流量使溢流水槽中有足够的水溢出,再缓慢慢开启试验导管出口调节阀,使导管内水流动(注意出口调节阀的开度,在实验中能始终保持溢流水槽中有水溢出),当观察到试验导管中部的两支测压水柱略有差异时,将流量固定不变,当各测压管的水柱高度稳定不变时,说明导管内流动状态稳定。

可开始观察实验现象。

3、不同流量下稳定流体机械能分布及转换连续缓慢地开启试验导管的出口阀,调节出口阀使流量不断加大,观察A 、B 、C 、D 处测压管内液柱变化。

图 1柏努利实验装置图d=30d=188 (二)实验1、流量一定,确定流体各截面静压能.接演示部分,试验导管内流量达到稳定后,取一量筒和秒表,在导管出口,用体积法测流量,并对压差计读数进行校核看是否与式(2)计算结果相等。

五、实验结果与数据处理1、实验设备基本参数 d l =30 mm , d 2=18 mm2、实验数据记录及整理表1 实验记录表1、计算压强:由压强换算公式: Pa mH 52101.0133O3.310⨯= 得:例:3325O H 2mm =Pa Pa 3261610133.013.31025.335=⨯⨯2、计算速度:由 24d V A V u ss π==公式得:列举序号1计算21u u ,如下:序号 H,O H 2mmh 1h 2h 3h 4h 5h 6h 7h 8V ,mlt,s1 3325 3380 3310 3310 3310 3320 3250 3320 1000 14.532 3310 3370 3310 3310 3290 3300 3220 3300 1000 13.723 3200 3300 3200 3210 3200 3205 3100 31901000 11.839sm d V A V u s s 09736.003.0453.141010004262111=⨯⨯===-ππsm d V A V u s s 2765.0018.0453.141010004262222=⨯⨯===-ππ表2 实验结果整理表由ρρ2222121122p u g z p u g z ++=++核算A 与B 、C 与D 是否与上式相等ρρ2222121122p u g z p u g z ++=++当液体流经的系统为一水平装置的管道时,由于A 点与B 点高度,即B A Z Z =,ρρ2222121122p u g z p u g z ++=++可简化为序号 静压强,PaA PB PC PD P s m ,u 1 s m ,u 21326163246932469318800.097360.27652 32469 32469 32273 31556 0.1031 0.28643 31390 31390 31390 30409 0.1196 0.332210 ρρB2B A 2A 22p u p u +=+由1B 2A u u u u ==,得只需核算ρρB2B A 2A 22p u p u +=+是否相等即可g p u K J 54.6321000326162765.2022A 2A =+=+ρKg p u J 474.32100032469209736.022B 2B =+=+ρ可知,A 点截面静压能和B 点截面静压能并不相等。

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