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流体力学实验指导书

《流体力学》实验指导书 实验项目1 雷诺实验

一、实验目的

1、了解流体的流动形态:观察实际的流线形状,判断其流动形态的类型; 2、熟悉雷诺准数的测定和计算方法;

3、确立“层流与湍流与Re之间有一定关系”的概念。 二、实验设备

1、雷诺示范实验装置 2、秒表 3、量杯 三、实验原理

流体在流动过程中有3种不同的流动形态,即层流、湍流和介于两者之间的过渡流。雷诺用实验的方法研究流体流动时,发现影响流体流动类型的因素除了流速u以外,还有管径d、流体的密度 以及粘度 ,由这四个物理量组成的无因次数群

Re

称之为雷诺数。

实验证明,流体在直管内流动时:

du

当Re≤2000时,流体的流动类型为层流。 当Re≥4000时,流体的流动类型为湍流。

当2000<Re<4000,流体的流动类型可能是层流,也可能为湍流,将这一范围称之为不稳定的过渡区。

从雷诺数的定义式来看,对于同一管路d为定值时,u仅为流量的函数。对于流体水来讲,

及 仅为温度的函数。因此确定了温度及流量即可计算出雷诺数Re。

四、实验装置及流程

实验装置如图所示,实验时水从玻璃水槽流进玻璃管(内径20mm),槽内水由自来水供应,槽壁外有溢流槽,过量的水进溢流槽排入下水道。

实验时打开阀门,水即由玻璃槽进入玻璃管,流进排水管排出,用阀门调节水量,流量可由量筒及秒表测定。

高位墨水瓶贮藏墨水之用,墨水由经阀门流入玻璃管。

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