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雷诺实验装置的目的以及实验操作步骤

雷诺揭示了重要的流体流动机理,即根据流速的大小,流体有两种不同的形态。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为层流或滞流。流体流速增大到某个值后,流体质点除流动方向上的流动外,还向其它方向作随机的运动,即存在流体质点的不规则脉动,这种流体形态称为湍流。

一、雷诺实验目的

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、雷诺实验步骤:

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。

三、KH-LN 雷诺实验装置

一)装置特点:

1、整个装置美观大方,结构设计合理,整体感强,具备强烈的工程化气息,能够充分体现现代化实验室的概念。

2、设备整体为自行式框架结构,并安装有禁锢脚,便于系统的拆卸检修和搬运。

3、本实验装置主体部分采用透明优质有机玻璃制作,实验现象清晰,方便学生观察。

4、本实验装置可观察流体在圆直管内作层流、过渡及湍流流动现象,具有良好的实验效果。

5、装置设计可360度观察,实现全方位教学与实验。

装置功能:

1、能定性并且直观地观察到层流、过渡流、湍流等各种流型。测定出临界雷诺数。

2、清晰地观察到流体在圆管内流动过程的速度分布。

3、可测取临界Re数。

设计参数:

雷诺数:500~5000。液体流量:25~250L/h。常温、常压操作。

公用设施:

水:需自来水提供实验用水,实验过程中消耗自来水。

电:无

药品:水溶性红墨水。

实验物料:自来水。

五)主要设备

转子流量计:25~250 L/h。

高位水箱:优质有机玻璃材质,可视溢流及稳液位设计,能自动放净。

实验管段:优质有机玻璃材质,内径d=14mm,观察段长500mm。

其余管段:复合管约2000mm,304不锈钢管约1000mm,优质有机玻璃管约1000mm,30

不锈钢弯头、三通等。

304不锈钢框架1600*500*1800mm(长×宽×高),带脚轮及禁锢脚。

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