Re=vd 式中：V一图管水流的断面平均流速：。一圆管直径：V一水流的运动粘滞系数。 当Rc<Re。（下临界雷诺数)时为层流状态，Reo=2320: 当Re>R ,(上临界雷诺数)时为素流状态·Re。 在4000一12000之间。 三、实验设备 实验设备及各部分名称如下图所示： 色水四 雷诺实验仪 四、实验步骤 (一)观察流动状态 将进水管打开使水箱充满水，并保持溢流状态：然后用尾部阀门调节流量，将阀门微微 打开，待水流稳定后，注入颜色水。当颜色水在试验管中呈现一条稳定而明显的流线时，管 内即为层流流态。 随后渐渐开大尾部阀门，增大流量，这时颜色水开始颤动、弯曲，并逐渐扩散，当扩散 至全管，水流素乱到已看不清着色流线时，这便是素流状态 流动状态的实验演示： (仁)测定为，一v的关系及临界雷诺数 1.熟悉仪器，测记有关常数。 2.检查尾阀全关时，压差计液面是否齐平，若不平，则需排气调平。 3.将尾部阀门开至最大，然后逐步关小阀门，使管内流量逐步诚少：每改变一次流量 均待水流平稳后，测定每次的流量、水温和实验段的水头损失（即压差）。流量Q用体积法 测量。用量筒量测水的体积V,用秒表计时间T。流量Q=V/T。相应的断面平均流速v=Q/A。 4.流量用尾阀调节，共做10次。当Re<2500时，为精确起见，每次压差减小值只 能为3~5mm 5.用温度计量测当日的水温，由此可查得运动粘滞系数￥，从而计算雷诺数 6
6 式中： —圆管水流的断面平均流速； —圆管直径； —水流的运动粘滞系数。 当 （下临界雷诺数）时为层流状态， ； 当 （上临界雷诺数）时为紊流状态， 在4000～12000之间。 三、实验设备 实验设备及各部分名称如下图所示： 雷诺实验仪 四、实验步骤 (一)观察流动状态 将进水管打开使水箱充满水，并保持溢流状态；然后用尾部阀门调节流量，将阀门微微 打开，待水流稳定后，注入颜色水。当颜色水在试验管中呈现一条稳定而明显的流线时，管 内即为层流流态。 随后渐渐开大尾部阀门，增大流量，这时颜色水开始颤动、弯曲，并逐渐扩散，当扩散 至全管，水流紊乱到已看不清着色流线时，这便是紊流状态。 流动状态的实验演示： (二)测定 的关系及临界雷诺数 1. 熟悉仪器，测记有关常数。 2. 检查尾阀全关时，压差计液面是否齐平，若不平，则需排气调平。 3. 将尾部阀门开至最大，然后逐步关小阀门，使管内流量逐步减少；每改变一次流量， 均待水流平稳后，测定每次的流量、水温和实验段的水头损失（即压差）。流量Q用体积法 测量。用量筒量测水的体积V，用秒表计时间T。流量Q=V/T。相应的断面平均流速v＝Q/A。 4. 流量用尾阀调节，共做10次。当 时，为精确起见，每次压差减小值只 能为3～5mm。 5. 用温度计量测当日的水温，由此可查得运动粘滞系数 ，从而计算雷诺数
Re=u。 6.相反，将调节阀由小逐步开大，管内流速慢慢加大，重复上述步骤。 五、注意事项 1.在整个试验过程中，要特别注意保持水箱内的水头稳定。每变动一次阀门开度，均 待水头稳定后再量测流量和水头损失。 2.在流动形态转变点附近，流量变化的间隔要小些，使测点多些以便准确测量临界宙 诺数 。在层流流态时，由于流速y较小，所以水头损失，值也较小，应耐心、细致地多测 几次。同时注意不要碰撞设备并保持实验环境的安静，以减少扰动。 六、思考问题 1,要使注入的颜色水能确切反映水流状态，应注意什么问题？ 2.流态判据为何采用无量纲参数，而不采用临界流速？ 3.为何认为上临界雷诺数无实际意义，而采用下临界雷诺数作为层流与素流的判据？ 实测下临界雷诺数为多少 4.雷诺实验得出的园管流动下临界雷诺数为2320，而目前有些教科书中介绍采用的下 临界雷诺数是2000，原因何在？ 5.试结合素动机理实验的观察，分析由层流过渡到紊流的机理何在？ 性质的液体比较好？其读数怎样进行换算为实际压强差值？ 三、毕托管测速实验 一、实验目的和要求 1.通过对管嘴淹没出流点流速及点流速系数的测量，掌握用毕托管测量点流速的技能 2.了解普朗特型毕托管的构造和适用性，并检验其量测精度，进一步明确传统流体力 学量测仪器的现实作用。 二、实验原理 u=c2gNh=kNh k=c2g 式中，u 一毕托管测点处的点流速：一 -毕托管的校正系数：△h一一毕托管 全压水头与静水压头差
7 。 6. 相反，将调节阀由小逐步开大，管内流速慢慢加大，重复上述步骤。 五、注意事项 1. 在整个试验过程中，要特别注意保持水箱内的水头稳定。每变动一次阀门开度，均 待水头稳定后再量测流量和水头损失。 2. 在流动形态转变点附近，流量变化的间隔要小些，使测点多些以便准确测量临界雷 诺数。 3. 在层流流态时，由于流速 较小，所以水头损失 值也较小，应耐心、细致地多测 几次。同时注意不要碰撞设备并保持实验环境的安静，以减少扰动。 六、思考问题 1.要使注入的颜色水能确切反映水流状态，应注意什么问题？ 2．流态判据为何采用无量纲参数，而不采用临界流速？ 3．为何认为上临界雷诺数无实际意义，而采用下临界雷诺数作为层流与紊流的判据? 实测下临界雷诺数为多少? 4．雷诺实验得出的园管流动下临界雷诺数为2320，而目前有些教科书中介绍采用的下 临界雷诺数是2000，原因何在? 5．试结合紊动机理实验的观察，分析由层流过渡到紊流的机理何在? 6．分析层流和紊流在运动学特性和动力学特性方面各有何差异? 7. 如果压差计用倾斜管安装，压差计的读数差是不是沿程水头损失 值？管内用什么 性质的液体比较好？其读数怎样进行换算为实际压强差值？ 三、毕托管测速实验 一、实验目的和要求 1．通过对管嘴淹没出流点流速及点流速系数的测量，掌握用毕托管测量点流速的技能； 2．了解普朗特型毕托管的构造和适用性，并检验其量测精度，进一步明确传统流体力 学量测仪器的现实作用。 二、实验原理 u = c 2gh = k h k = c 2g 式中，u——毕托管测点处的点流速；v——毕托管的校正系数；Δh——毕托管 全压水头与静水压头差
u=2gAH 联解上两式可得 P'=cN△h/△H 式中，”一一测点处流速，由毕托管测定：p一一测点流速系数：一一管嘴 的作用水头。 三、实验装置 本实险的装置如图所示。 毕托管：哈转留图 1自循环供水器：2实验台：3.可控硅无级调速器 4,水位调节阀：5恒压水箱：6管 嘴：7.毕托管：8尾水箱与导轨：9.测压管：10.测压计：1滑动测量尺（滑尺）：12 上回水管 说明：经淹没管嘴6，将高低水箱水位差的位能转换成动能，并用毕托管测出其点流速 值。测压计10的测压管1、2用以测量高、低水箱位置水头，测压管3、4用以测量毕托管的全 压水头和静压水头，水位调节阀4用以改变测点的流速大小。 四、实验方法与步骤 1.准备()熟悉实验装置各部分名称、作用性能，搞清构造特征、实验原理。(b)用医塑 管将上、下游水箱的测点分别与测压计中的测管1、2相连通。（©）将毕托管对准管嘴，距离 管嘴出口处约2-3cm,上紧固定螺丝。 2.开启水泵顺时针打开调速器开关3，将流量调节到最大。 3.排气待上、下游溢流后，用吸气球（如医用洗耳球）放在测压管口部抽吸，排除毕 托管及各连通管中的气体，用静水匣罩住毕伥管，可检查测压计液面是否齐平，液面不齐平 可能是空气没有排尽，必须重新排气。 4.测记各有关常数和实验参数，填入实验表格。 5。改变流速操作调节阀4并相应调节调速器官，使溢流量适中，共可获得三个不同恒 定水位与相应的不同流速。改变流速后，按上述方法重复测量
8 u = 2gH ' 联解上两式可得 = c h/ H ' 式中，u——测点处流速，由毕托管测定； ' ——测点流速系数； H ——管嘴 的作用水头。 三、实验装置 本实验的装置如图所示。 毕托管实验装置图 1.自循环供水器；2.实验台；3.可控硅无级调速器；4.水位调节阀；5.恒压水箱；6.管 嘴；7.毕托管；8.尾水箱与导轨；9.测压管；10.测压计；11.滑动测量尺（滑尺）；12. 上回水管 说明：经淹没管嘴6，将高低水箱水位差的位能转换成动能，并用毕托管测出其点流速 值。测压计10的测压管1、2用以测量高、低水箱位置水头，测压管3、4用以测量毕托管的全 压水头和静压水头，水位调节阀4用以改变测点的流速大小。 四、实验方法与步骤 1．准备(a)熟悉实验装置各部分名称、作用性能，搞清构造特征、实验原理。(b)用医塑 管将上、下游水箱的测点分别与测压计中的测管1、2相连通。(c)将毕托管对准管嘴，距离 管嘴出口处约2~3cm，上紧固定螺丝。 2．开启水泵 顺时针打开调速器开关3，将流量调节到最大。 3．排气待上、下游溢流后，用吸气球（如医用洗耳球）放在测压管口部抽吸，排除毕 托管及各连通管中的气体，用静水匣罩住毕伥管，可检查测压计液面是否齐平，液面不齐平 可能是空气没有排尽，必须重新排气。 4．测记各有关常数和实验参数，填入实验表格。 5．改变流速 操作调节阀4并相应调节调速器官，使溢流量适中，共可获得三个不同恒 定水位与相应的不同流速。改变流速后，按上述方法重复测量