大气污染控制工程 流体力学泵与风机 实验指导书
大 气 污 染 控 制 工 程 流 体 力 学 泵 与 风 机 实 验 指 导 书
实验一雷诺实验 、实验目的 1、观察液体在不同流动状态时的流体质点的运动规律。 2、观察液体由层流变紊流及由紊流变层流的过渡过程。 3、测定液体在园管中流动时的上临界雷诺数Rec和下临界雷诺数Rec 二、实验要求 实验前认真阅读实验教材,掌握与实验相关的基本理论知识。 2、熟练掌握实验内容、方法和步骤,按规定进行实验操作 3、仔细观察实验现象,记录实验数据。 4、分析计算实验数据,提交实验报告。 、实验仪器 1、雷诺实验装置(套),2、蓝、红墨水各一瓶,3、秒表、温度计各一只,4、 卷尺 A 雷诺实验装置
1 实验一 雷诺实验 一、 实验目的 1、观察液体在不同流动状态时的流体质点的运动规律。 2、观察液体由层流变紊流及由紊流变层流的过渡过程。 3、测定液体在园管中流动时的上临界雷诺数 Rec1 和下临界雷诺数 Rec2。 二、实验要求 1、实验前认真阅读实验教材，掌握与实验相关的基本理论知识。 2、熟练掌握实验内容、方法和步骤，按规定进行实验操作。 3、仔细观察实验现象，记录实验数据。 4、分析计算实验数据，提交实验报告。 三、实验仪器 1、雷诺实验装置（套），2、蓝、红墨水各一瓶，3、秒表、温度计各一只，4、 卷尺。 雷诺实验装置
四、实验原理 流体在管道中流动,有两种不同的流动状态,其阻力性质也不同。在实验过 程中,保持水箱中的水位恒定,即水头H不变。如果管路中出口阀门开启较小 在管路中就有稳定的平均流速u,这时候如果微启带色水阀门,带色水就会和无 色水在管路中沿轴线同步向前流动,带色水成一条带色直线,其流动质点没有垂 直于主流方向的横向运动,带色水线没有与周围的液体混杂,层次分明的在管道 中流动。此时,在速度较小而粘性较大和惯性力较小的情况下运动,为层流运动。 如果将出口阀门逐渐开大,管路中的带色直线出现脉动,流体质点还没有出现相 互交换的现象,流体的运动成临界状态。如果将出口阀门继续开大,出现流体质 点的横向脉动,使色线完全扩散与无色水混合,此时流体的流动状态为紊流运动。 雷诺数:Re 连续性方程:A"u=Qu=Q/A 流量Q用体积法测出,即在时间t内流入计量水箱中流体的体积ΔV。 △F 丌·d 式中:A-管路的横截面积 u-流速 d-管路直径 y-水的粘度 五、实验步骤 1、连接水管,将下水箱注满水。 2、连接电源,启动潜水泵向上水箱注水至水位恒定 3、将蓝墨水注入带色水箱,微启水阀,观察带色水的流动从直线状态至脉动临 界状态。 4、通过计量水箱,记录30秒内流体的体积,测试记录水温 调整水阀至带色水直线消失,再微调水阀至带色水直线重新出现,重复步骤 6、层流到紊流;紊流到层流各重复实验三次。 2
2 四、实验原理 流体在管道中流动，有两种不同的流动状态，其阻力性质也不同。在实验过 程中，保持水箱中的水位恒定，即水头 H 不变。如果管路中出口阀门开启较小， 在管路中就有稳定的平均流速 u，这时候如果微启带色水阀门，带色水就会和无 色水在管路中沿轴线同步向前流动，带色水成一条带色直线，其流动质点没有垂 直于主流方向的横向运动，带色水线没有与周围的液体混杂，层次分明的在管道 中流动。此时，在速度较小而粘性较大和惯性力较小的情况下运动，为层流运动。 如果将出口阀门逐渐开大，管路中的带色直线出现脉动，流体质点还没有出现相 互交换的现象，流体的运动成临界状态。如果将出口阀门继续开大，出现流体质 点的横向脉动，使色线完全扩散与无色水混合，此时流体的流动状态为紊流运动。 雷诺数： u d Re = 连续性方程：A•u=Q u=Q/A 流量 Q 用体积法测出，即在时间 t 内流入计量水箱中流体的体积ΔV。 t V Q = 4 2 d A = 式中：A-管路的横截面积 u-流速 d-管路直径 γ-水的粘度 五、实验步骤 1、连接水管，将下水箱注满水。 2、连接电源，启动潜水泵向上水箱注水至水位恒定。 3、将蓝墨水注入带色水箱，微启水阀，观察带色水的流动从直线状态至脉动临 界状态。 4、通过计量水箱，记录 30 秒内流体的体积，测试记录水温。 5、调整水阀至带色水直线消失，再微调水阀至带色水直线重新出现，重复步骤 4。 6、层流到紊流；紊流到层流各重复实验三次
六、数据记录与计算 表1、上临界雷诺数Recl 次数△v(m3)ts)Qm36) u(m/s) Reci 平均Rec1 表2、下临界雷诺数Rec2 次数△v(m3)t(s)Q(m3s) u(m/s) 平均Rec 123 T 七、实验分析与总结(可添加页) 1、描述层流向紊流转化以及紊流向层流转化的实验现象。 2、计算下临界雷诺数以及上临界雷诺数的平均值
3 六、数据记录与计算 表 1、上临界雷诺数 Rec1 次数 ΔV（m3） t(s) Q(m3 /s) u(m/s) Rec1 平均 Rec1 1 2 3 表 2、下临界雷诺数 Rec2 次数 ΔV（m3） t(s) Q(m3 /s) u(m/s) Rec2 平均 Rec2 1 2 3 d= mm T（水温）= 0C 七、实验分析与总结（可添加页） 1、描述层流向紊流转化以及紊流向层流转化的实验现象。 2、计算下临界雷诺数以及上临界雷诺数的平均值
实验二流体流动沿程阻力系数、局部阻力系数测定 、实验目的 1、观察流体稳定流动时在长为L等直管以及通过阀门时的能量损失情况。 2、熟悉液体在管道中流动时的能量损失计算方法,并对能量损失有一个数 量上的概念 3、掌握管道沿程阻力系数和局部阻力系数的测定方法 实验要求 实验前认真阅读实验教材,掌握与实验相关的基本理论知识 2、熟练掌握实验内容、方法和步骤,按规定进行实验操作。 3、仔细观察实验现象,记录实验数据 4、分析计算实验数据,提交实验报告。 三、实验仪器 流体综合实验台(沿程阻力系数、局部阻力系数实验管)一套;2、被 测阀门一只;3、U形压差计两套;4、温度计、秒表、卷尺各一只。 流体综合实验台
4 实验二 流体流动沿程阻力系数、局部阻力系数测定 一、实验目的 1、观察流体稳定流动时在长为 L 等直管以及通过阀门时的能量损失情况。 2、熟悉液体在管道中流动时的能量损失计算方法，并对能量损失有一个数 量上的概念。 3、掌握管道沿程阻力系数和局部阻力系数的测定方法。 二、实验要求 1、实验前认真阅读实验教材，掌握与实验相关的基本理论知识。 2、熟练掌握实验内容、方法和步骤，按规定进行实验操作。 3、仔细观察实验现象，记录实验数据。 4、分析计算实验数据，提交实验报告。 三、实验仪器 1、流体综合实验台（沿程阻力系数、局部阻力系数实验管）一套；2、被 测阀门一只；3、U 形压差计两套；4、温度计、秒表、卷尺各一只。 流体综合实验台