流体力学实验报告.doc

实 验 一 专业班级：环工二班 日期：2013年12月8号 实验名称 雷诺实验 指导老师 陈登平 姓名 李玉洁 学号 0121108290226 成绩 一：预习部分 1：实验目的 2:实验基本原理 3：主要仪器设备（含必要的元器件，工具） 一：目的要求 1.测定沿程水头损失与断面平均流速的关系，并确定临界雷诺数。 2.加深对不同流态的阻力和损失规律的认识。 二: 实验原理 1. 列量测段1-1与2-2断面的能量方程： 由于是等直径管道恒定均匀流，所以 v1=v2，a1=a2，hw(1-2)=hf(1-2)，即沿程水头损失等于流段 的测压管水头差:hf=(z1+p2/a)-(z2+p2/a) 断面1-1与2-2的测压管接读数为 h1 及h2 ，量测长度为L，则水力坡度 J=(h1-h2)sina/L 2.用体积法测定流量. 利用量筒与秒表，得到量筒盛水的时间T及T时间内盛水的体积V。则流量Q=V/T，相应的断面平均流速v=Q/A。 3．量测水温，查相关曲线得运动粘滞性系数或用下式计算： V=0.01775/(1+0.0337t+0.000221t2）（cm2/s） 式中t单位：℃ 则可得到相应于不同流速时的雷诺数：Re=ud/v 三：实验仪器 设备如图2—13所示。另备打气筒一个，量筒一个，秒表一只，温度计一只（由实验小组向实验室借用）。 图2-13 管流流态试验简图 二：实验操作部分 1：实验数据，表格及数据处理 2：实验操作过程（可用图表示） 3结论 四：实验步骤 1.打开水箱下的进水阀向水箱充水，使水箱稍有溢水。再全开管道上的前阀与尾阀，以冲洗管道。 2.反复开关尾阀，排出管道中空气。 3.从紊流做到层流，将尾阀开到一定的开度，开始实验，待水流稳定后，测读 h1 ,h1、W, T 便完成了第一个测次。尔后逐次关小尾阀，重复上述操作与测读，一直做到管道出流几乎成滴淋状，方才做完了从紊流到层流的实验过程。 4.再从层流做到紊流，逐次开大尾阀，逐次测读（若时间有限，可不做此步骤）。 5.实验过程中，每半小时量测一次水温，取用水温平均值。 6.对实测数据进行分析计算，以logJ为纵座标，以logv为横坐标，在方格纸上点绘其关系曲线，再从该图上确定出临界流速值vk，从而计算出临界雷诺数Rek的值，并标明实验成果线段的坡度，即为本次实验的成果。 五:注意事项 1.应尽可能减少外界对水流的干扰，在实验过程中，要保持环境安静，不要碰撞管道以及与管道有联系的器件，要仔细轻巧地操作，尾阀开度的改变对水流也是一个干扰，因而操作阀门要轻微缓慢，而且切忌在关小的过程中有开大，或在开大的过程中有关小的现象发生。 2.尾阀开度的变化不宜过大。当接近临界区Rek=(2300～2000)，更要细心操作，一个单程的量测（从紊流到层流；或从层流到紊流），应做15～20个以上的测次，预计全部实测的雷诺数约在500～8000之间，但在雷诺数小于2500以下时约需10个测次才能保证实验成果比较完满。 3.每调节一次尾阀，必须等待3分钟，使水流稳定后，方可施测。 4.量测水温时，要把温度计放在量筒的水中来读数，不可将它拿出水面之外读数。 六：量测与计算 1．实验数据 管径d= 0.80 cm； 管道过水面积A= 0.50 cm2； 量测段长度L= 65 cm； 水温t= 18.2℃；运动粘性系数v= 0.0105 cm2/s比压计倾斜率sin a= 0.5 ; 。 2. 数据记录及计算表 ` 测次 比压计读数 水头损失 hf cm 水力坡度 J 体积V cm3 时间 T （s） 流量Q cm3/s 流速 V cm/s Re log J log v ▽1 cm ▽2 cm ▽1-▽2 cm 1 25．080 11．390 13.690 0 0.0875 323 10 32.3 64.6 4922 1.94 1.81 2 23．286 13.544 4.742 0 0.0365 273 10 27.3 54.6 4160 1.56 1.74 3 21．060 16．956 4.104 0 0.0316 244 15 16.27 32.54 2479 1.50 1.51 4 19．470 17．962 1.508 0 0.0116 249 20 12.45 24.90 1897 1.06 1.40