雷諾實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告范例

1、雷諾實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)的目的和要求：1.觀察層流，湍流的流態(tài)及其轉(zhuǎn)換過程；2.測(cè)定臨界雷諾數(shù)，掌握?qǐng)A管流態(tài)判別方法；3.學(xué)習(xí)應(yīng)用量綱分析法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的方法，確定非圓管流態(tài)判別準(zhǔn)數(shù)。二實(shí)驗(yàn)裝置說明與操作方法供水流量由無極調(diào)速器調(diào)控，使恒壓水箱始終保持微溢流的狀態(tài)，以提高進(jìn)口前水體的穩(wěn)定度。本恒壓水箱設(shè)有多道穩(wěn)水隔板，可使穩(wěn)水時(shí)間縮短到3到5分鐘。有色水注入到實(shí)驗(yàn)管道，可根據(jù)有色水散開與否判別流態(tài)。為防止自循環(huán)水污染，有色水采用自行消色的專用色水

2、。實(shí)驗(yàn)流量可由尾閥調(diào)節(jié)。三實(shí)驗(yàn)原理1883年，雷諾（OsbneReynolds）采用類似于本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)裝置，觀察到液流中存在著層流和湍流兩種流態(tài)：流速較小時(shí)，水流有條不紊的呈現(xiàn)層狀有序的直線運(yùn)動(dòng)，流層間沒有質(zhì)點(diǎn)摻混，這種流態(tài)稱為層流；當(dāng)流速增大時(shí)，流體質(zhì)點(diǎn)做雜亂無章的無序的直線運(yùn)動(dòng)，流層間質(zhì)點(diǎn)摻混，這種流態(tài)稱為湍流。雷諾實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)存在著湍流轉(zhuǎn)變?yōu)閷恿鞯呐R界流速v。v。與流體的粘性，圓管的直徑d有關(guān)。若要判別流態(tài)，就要確定各種情況下的v。

3、值，需要對(duì)這些相關(guān)因素的不同量值作出排列組合再分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，工作量巨大。雷諾實(shí)驗(yàn)的貢獻(xiàn)不僅在于發(fā)現(xiàn)了兩種流態(tài)，還在于運(yùn)用量綱分析的原理，得出了量綱為一的判據(jù)雷諾數(shù)Re使問題得以簡化。量綱分析如下：因()cvfvd?根據(jù)量綱分析法有：12ccvkd????其中是量綱為一的數(shù)，寫成量綱關(guān)系為：ck??12121LTLTL?????????????由量綱和諧原理，得。1121?????即A過流斷面面積；X濕周（過流斷面上液體與固體邊界接觸

4、的長度）。以水力半徑作為特征長度表示的雷諾數(shù)也成為廣義雷諾數(shù)。四實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法1定型觀察兩種流態(tài)啟動(dòng)水泵供水，使水箱溢流，經(jīng)穩(wěn)定后，微開流量調(diào)節(jié)閥，打開顏色水管道的閥門，注入顏色水，可以看到圓管中顏色水隨水流流動(dòng)形成一條直線，這時(shí)的流態(tài)為層流。進(jìn)一步開大流量調(diào)節(jié)閥，流量增大到一定程度，可見管流中顏色水發(fā)生摻混，直至消色。表明流體質(zhì)點(diǎn)已經(jīng)發(fā)生無序的雜亂運(yùn)動(dòng)，這時(shí)的流態(tài)即為湍流。想一想：應(yīng)在管道的哪個(gè)部位觀察流態(tài)？為什么？2.測(cè)定下臨界雷諾

5、數(shù)先調(diào)節(jié)管中流態(tài)呈湍流狀，再逐步關(guān)小調(diào)節(jié)閥，每調(diào)節(jié)一次流量后，穩(wěn)定一段時(shí)間并觀察其形態(tài)，當(dāng)顏色水開始形成一條直線時(shí)，表明由湍流剛好轉(zhuǎn)為層流，此時(shí)管流即為下臨界流動(dòng)狀態(tài)。用重量法測(cè)定流量，記錄水溫，即可得出下臨界雷諾數(shù)。注意：接近下臨界流動(dòng)狀態(tài)時(shí)，流量應(yīng)微調(diào)，調(diào)節(jié)過程中流量調(diào)節(jié)閥只可關(guān)小，不可開大。3.測(cè)定上臨界雷諾數(shù)先調(diào)節(jié)管中流態(tài)呈層流狀，再逐步開大調(diào)節(jié)閥，每調(diào)節(jié)一次流量后，穩(wěn)定一段時(shí)間并觀察其形態(tài)，當(dāng)顏色水開始散開摻混時(shí)，表明由層流剛

6、好轉(zhuǎn)為湍流，此時(shí)管流即為上臨界流動(dòng)狀態(tài)。用重量法測(cè)定流量，記錄水溫，即可得出上臨界雷諾數(shù)。注意：接近上臨界流動(dòng)狀態(tài)時(shí)，流量應(yīng)微調(diào)，調(diào)節(jié)過程中流量調(diào)節(jié)閥只可開大，不可關(guān)小。4.分析設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)任何截面形狀的管流或者明渠，任何牛頓流體流動(dòng)的流態(tài)轉(zhuǎn)變臨界流速v。與運(yùn)動(dòng)粘度，水力半徑R有關(guān)。要求通過量綱分析確定其廣義雷諾數(shù)，設(shè)計(jì)測(cè)量明渠廣義下臨界雷諾數(shù)的實(shí)驗(yàn)方案，并根據(jù)上述圓管實(shí)驗(yàn)的結(jié)果得出廣義下臨界雷諾數(shù)值。五數(shù)值處理及成果要求1.記錄有關(guān)信息及