雷诺实验的总结

发布时间：2020-03-02 05:23:43 来源：范文大全收藏本文下载本文手机版

雷诺实验的总结

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摘要：流体流动有两种不同型态，即层流（或称滞留）和湍流（或称紊流）。流体作层流流动时，其流体质点作平行于管轴的直线运动，且在径向无脉动；流体作湍流流动时，在宏观上显示出紊乱地向各个方向作不规则的运动，而雷诺实验则是显示层流和湍流的重要实验，又是测量和验证雷诺数的重要相似定律。此次实验总结中，结合了实际实验过程对雷诺实验的原理、基本操作步骤和数据处理过程以及实验的实际应用和改进进行了较为认真的探索，并记录下心得体会。

关键词：雷诺实验；雷诺数；流体流动

一、基本原理概述：

流体的流动型态可用雷诺数（Re）来判断。流体流动型态与管子内径，流体的平均速度，流体密度，流体黏度有关，若流体在圆管内流动，则雷诺数可用下式表示： Re=

du

其中 Re——雷诺数，无量纲；

d——管子内径，m；

u———流体在管内的平均流速，ms； ———流体密度，kgm3； ———流体黏度， Pas；

流体在直圆管内流动时，当Re≤2000时为层流，Re＞4000时已形成湍流，当Re在2000～4000时为不稳定状态，即过渡流。流体流型发生转变时对应的雷诺数称临界雷诺数，上临界雷诺数表示超过此雷诺

数的流动必为湍流，它很不确定；低于下临界雷诺数的流动必为层流，有确定的值。本实验通过观察流体流动型态判断上下临界点时对应的水的流量，从而计算出临界雷诺数。

二、操作

1、操作主要内容有：1）实验前准备：储水槽装满水，红墨水装入储

槽中

2）启动泵、排气，打开电源和仪表开关 3）调节流量至较小值，同时打开红墨水连接管

上的流动开关，使墨水注入实验导管，调节u墨水和u水，至能观察到一条平直的红色细流：缓慢增大调节阀，至平直细线刚开始有波动，读取水的流量；继续增大调节阀，至红墨水已进入导管，立即呈烟雾状，读取水的流量；

4）实验结束操作，关闭各阀门及电源开关。

三、数据处理过程

由临界点流量qv算出平均流速u : u=管子内径d由装置参数可知；

由公式=999.91+0.0434t-6.97103t2+2.7105t3

178.15.7t0.11t2-9.39104t3 可精确计算出相应温度下的和

也可直接查表得相应温度下和；最后，用公式 Re=

qv ； Adu 带入数据，即可计算出相应雷诺数，并求

取平均值

四、实验改进与应用

图1 图2

改进：

实验中我发现我们的装置图1与我原本想象的装置图2有所区别，在装置图2中，水流从E水箱流入实验管时水流由于水压作用可能有一段冲击而使进入实验管中的水流不稳定，而我们的装置（图1）相对图2较稳定。由这一问题从而引发我对装置的改进思路：

在上面的水槽与实验管之间加一个网格以达到整流的目的。如上图所示（图片中网格不够均匀，实际网格应空隙均匀）：

外框和内框都用橡胶封好，放入到实验管口处塞紧以固定，中间垂直插入红墨水针头，水从均匀的网格中流入，可改善实验管中水流不稳定、难以调节和控制以及红墨水的针头不在管的中心、针头偏斜等各种问题。

应用：

例如航空航天的飞行器模型或水下潜艇模型可以在水下进行模拟实验或测量等。

五、实验心得

本次实验不管在原理、实验操作或是数据处理上，都是整个化工基础实验中较简单的，而我出现的最大问题是理论知识不够扎实，以前的化工原理知识都忘记的差不多了，因此在处理数据上耗费了大量时间，对于这么简单的实验和数据处理过程来说是不应该的。在本学期整个化工原理实验中，我收获了很多。首先，我对我的专业产生了更浓厚的兴趣，由于化工实验以及它在工业生产上的应用让我更加热爱我学习同时有了颗想要探索和钻研的心，也让我深刻认识到了理论知识的重要性，这也是我最需要提升的。理论联系实际应用既可以帮助巩固理论知识又可以提升操作中的实际能力。我应该加强专业知识的学习，在今后的实验或工作中做到更精通更专业。

参考文献：

林华盛，曾兰萍，王玫《化工原理实验》化学化工出版社2011年10月

李翼祺，马素贞《流体力学基础》北京科学出版社