流体力学泵与风机实验
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实验报告成绩
优
实验报告内容
共5个实验:
雷诺实验
局部阻力系数测定实验
光滑管阻力系数测定实验
粗糙管阻力系数测定实验
水泵性能测试实验
风机风量测定实验
每个实验需要如下内容:
实验装置设计(原理、介绍)
实验步骤
实验数据记录表格
实验数据处理图表
附录:实验照片等原始记录
平时成绩:
总评成绩:
流体力学泵与风机
实验报告
实验名称: 雷诺实验
局部阻力系数测定实验
光滑管阻力系数测定实验
粗糙管阻力系数测定实验
水泵性能测试实验
风机风量测定实验
日期:2019年5月26号
流体力学实验报告
雷诺实验
实验装置及原理简单介绍
流体流动时存在层流和紊流两种不同的状态,二者的阻力性质也不相同,这取决于流动时雷诺数Re值的大小。层流与紊流的区别在于:在流动过程中各自的流体层之间是否发生掺混现象,在层流流动中不存在随机变化的脉动量,而在紊流流动中则存在该现象,若实验的流速由小变大,颜色水迅速与周围清水相混,则表明液体质点的运动轨迹是不规则的,各部分流体互相剧烈掺混,这种流动状态称为紊流,若实验时的流速由大变小,则上述观察到的流动现象应以相反程序重演,但由紊流转变为层流的临界流速Vk小于由层流转变为紊流的临界流速Vk’,称Vk’为上临界流速,Vk为下临界流速,层流和紊流的根本区别在于层流各流层间互不掺混,只存在粘性引起的各流层间的滑动摩擦阻力;紊流时则有大小不等的涡体动荡于各流层间。除了粘性阻力,还存在着由于质点掺混,互相碰撞所造成的惯性阻力。因此,紊流阻力比层流阻力大得多。层流受扰动时,当粘性的稳定作用起主导作用时,扰动就受到粘性的阻滞而衰减下来,层流就是稳定的。当扰动站上风,粘性的稳定作用无法使扰动衰减下来,于是流动便变为紊流。因此,流动呈现什么流态,取决于扰动的惯性作用和粘性的稳定作用相互斗争的结果。雷诺数之所以能判别流态,正是因为它反映了惯性力和粘性力的对比关系。
雷诺数:Re = pvd / u = vd / w = 4qv / πdw = Kqv式中
K——常数,K = 4 / πdw;
p——液体密度,kg / m3;
v——液体在管道中的平均流速,m / s;
d——管道内径,m;
u——液体的动力黏度,Pa·s;
w——液体的运动黏度,m2 / s;
qv——体积流量,m3 / s。
实验步骤
(1)、开启进水开关,向水箱内注水。到达一定水位高度,并保持适当的溢流,使水箱内水位稳定,在实验期间如出现水位变化时,应缓慢调节进水开关确保水箱内水位稳定。
(2)、开亮日光灯,稍微打开玻璃管放水开关,待管内空气排出后,松开墨水开关使墨水随玻璃管内主流一起流动。此时可见管内水流处于层流状态。
(3)、缓慢放大放水开关,同时观察玻璃管内墨水变动情况,直到墨水线消失,此时即为层流转变为紊流的上临界状态。
(4)、从关闭状态开始逐渐开大放水开关,使玻璃管内水流从层流向紊流状态变化,再向湍流变化;改变开关大小,每2L把出口管移向另一量杯,同时记录量杯中0-2L所需要的时间,可得流量。
(5)、重复步骤4记录10组数据。
(6)、然后逐渐关小放水开关,使玻璃管内水流由湍流逐渐向紊流状态变化,再向层流变化;改变开关大小,每2L把出口管移向另一量杯,同时记录量杯中0-2L所需要的时间,可得流量。
(7)、实验完成后,关闭墨水开关、日光灯开关及进水开关;打开水箱排水开关和玻璃管放水开关,将 水箱内的水全部放尽;将实验仪器整理好后放回指定位置;整理实验数据,按规定格式撰写实验报告。
3、实验数据
(1)流量从小到大
体积流量(L/s)
0.016949
0.02439
0.044444
0.058824
0