雷诺实验 1、实验演示及实验设备 shttp://jpkc.nwpu.edu.cn/jp2005/17/dzjc/shiya/xnsyln. htm
雷诺实验 1、实验演示及实验设备 http://jpkc.nwpu.edu.cn/jp2005/17/dzjc/shiya/xnsyln. htm
2、实验规范 1每次实验必须按时到达。对实验室内仪器设备应加以爱护，室内保持清洁。实验前应了解实验仪器的功用及使 用方法。实验完毕，须将仪器整理后交还原处。 2无故缺席一次者，本实验课程作不及格论，因故请假者须于实验前或后报告指导教师并请示补做办法，否则以 无故缺席论
2、实验规范 1.每次实验必须按时到达。对实验室内仪器设备应加以爱护，室内保持清洁。实验前应了解实验仪器的功用及使 用方法。实验完毕，须将仪器整理后交还原处。 2.无故缺席一次者，本实验课程作不及格论，因故请假者须于实验前或后报告指导教师并请示补做办法，否则以 无故缺席论
3实验前应到校教材科购买相关实验指导书并进行预习，了解相关实验内容、实验方法和实验步骤，未预习实验 指导书之前不得参加实验。 4实验期间应听从指导教师的指导，相互间通讯宜采用手势信号，切忌高声叫嚷，妨碍他人进行实验。 5.每组（项）实验人数以4~6人为宜，实验的各项工作有可能时应轮流担任，务使每人均能了解实验过程中的 每一步骤。 6.实验记录数据应于实验结束后交给指导教师查阅，经指导教师认可后方可开始进行数据处理，如实验结果误差 太大时，应详细检查原因，和指导教师商讨处理方法。 3、实验基础知识 一、流体力学实验的重要意义 水力学是研究液体（主要是水）的平衡和运动规律及其应用的科学，水力学是流体力学学科的重要组成部 分。 由于液体流动的运动规律非常复杂，还不能完全由理论研究方法来解决所有实际问题，许多未知的流体运 动规律还须通过实验研究来探索和发现；另外，理论研究得到的流体运动规律还应通过实验来加以验证和补充
3.实验前应到校教材科购买相关实验指导书并进行预习，了解相关实验内容、实验方法和实验步骤，未预习实验 指导书之前不得参加实验。 4.实验期间应听从指导教师的指导，相互间通讯宜采用手势信号，切忌高声叫嚷，妨碍他人进行实验。 5.每组（项）实验人数以 4～6 人为宜，实验的各项工作有可能时应轮流担任，务使每人均能了解实验过程中的 每一步骤。 6.实验记录数据应于实验结束后交给指导教师查阅，经指导教师认可后方可开始进行数据处理，如实验结果误差 太大时，应详细检查原因，和指导教师商讨处理方法。 3、实验基础知识 一、流体力学实验的重要意义 水力学是研究液体（主要是水）的平衡和运动规律及其应用的科学，水力学是流体力学学科的重要组成部 分。 由于液体流动的运动规律非常复杂，还不能完全由理论研究方法来解决所有实际问题，许多未知的流体运 动规律还须通过实验研究来探索和发现；另外，理论研究得到的流体运动规律还应通过实验来加以验证和补充
如果我们能用实验方法把自然现象在实验室内重复进行，观察其中的物理本质，再根据因次分析和相似理论得 出其中的分析关系或曲线图表，就可把这些结果应用到工程实际中。 实验是理论和实践的初步结合，通过实验能增加我们的感性知识，帮助我们记忆和巩固所学到的理论知识， 并培养我们从事科学实验的技能，因而在实验时应注意实验过程中出现的情况和它所运用到的理论，检验它是 否和所学到的理论知识相符合。 二、水的基本物理性质 1、水在4℃时的密度p=1000g/m2) 2、水的粘性系数随温度而变化，其动力粘性系数：“-1+0.03371+0.0022严(Pa·s) 式中4为温度=0C时的动力粘性系数4=1,792×103(Pa·s) 运动粘性系数v=P,它与温度的关系为："1+0.037+00022(m×m/s)y0=0.01792(cm2/s) 式中v0为水在温度t=0℃时的运动粘性系数
如果我们能用实验方法把自然现象在实验室内重复进行，观察其中的物理本质，再根据因次分析和相似理论得 出其中的分析关系或曲线图表，就可把这些结果应用到工程实际中。 实验是理论和实践的初步结合，通过实验能增加我们的感性知识，帮助我们记忆和巩固所学到的理论知识， 并培养我们从事科学实验的技能，因而在实验时应注意实验过程中出现的情况和它所运用到的理论，检验它是 否和所学到的理论知识相符合。 二、水的基本物理性质 1、水在 4℃时的密度 2、水的粘性系数随温度而变化，其动力粘性系数： （Pa·s） 式中 为温度 t=0℃时的动力粘性系数 （Pa·s） 运动粘性系数 ν = ，它与温度的关系为： （㎝×㎝ /s） ν 0 =0.01792（cm 2 /s） 式中 ν 0 为水在温度 t = 0℃时的运动粘性系数
ⅴ随温度t变化的关系曲线如下图所示 v(cm2is 0.020 0.018 0.016 0.014 0.012 0.010 0.008 0.006 0.004 0.002 0.000 024681012141618202224262830t(℃) 3、在本实验室内，水的压强通常用液柱高度(mmHg、mmHO)来表示，常用的压强计量单位之间的换算 关系如下： 1mmHg=133.3224(Pa)1mmH0=9.80665(Pa) 1at(工程大气压)=98066.5(Pa)=735.56(mmHg=10000(mmHO) 1atm(标准大气压)=101325(Pa)=760(mmHg=10332.28(mmH2O)
ν 随温度 t 变化的关系曲线如下图所示 3、在本实验室内，水的压强通常用液柱高度（ mmHg、mmH2O）来表示，常用的压强计量单位之间的 换算 关系如下： 1mmHg = 133.3224 (Pa) 1mmH2O = 9.80665 (Pa) 1at (工程大气压) = 98066.5（Pa）= 735.56 (mmHg) = 10000 (mmH2O) 1atm (标准大气压) = 101325（Pa）=760 (mmHg) =10332.28 (mmH2O)
水的压强采用测压管、U型管测压计来测量，读取液柱高度数据时，应正视测压管中的液柱面，这样才能 读数准确；在用U型管测压计测量压差时，玻璃管的毛细现象对读数的影响可以忽略；当测量多点压强或压强 波动较大时，应采用瞬时读数法读取数据。 4、液体的流量测量，通常在实验室中采用下列方法：①体积量法：用带有刻度的量杯和秒表来测量②重量法： 用盛水铁桶、磅秤和秒表来测定；③差压法：用皮托管、文氏管、管中隔片和差压计的组合来测定；④堰流法： 利用各种形式的水堰来测定；⑤其它的机械方法来测量等。 必须指出，后三者是间接测量方法，需要前两者来校正。 4、雷诺数实验指导书 I、实验目的： 观察液体在管道中的流动状态（层流、紊流及其转变情况）并测定下临界雷诺数Rc。 Ⅱ、实验设备简图
水的压强采用测压管、U 型管测压计来测量，读取液柱高度数据时，应正视测压管中的液柱面，这样才能 读数准确；在用 U 型管测压计测量压差时，玻璃管的毛细现象对读数的影响可以忽略；当测量多点压强或压强 波动较大时，应采用瞬时读数法读取数据。 4、液体的流量测量，通常在实验室中采用下列方法：①体积量法：用带有刻度的量杯和秒表来测量②重量法： 用盛水铁桶、磅秤和秒表来测定；③差压法：用皮托管、文氏管、管中隔片和差压计的组合来测定；④堰流法： 利用各种形式的水堰来测定；⑤其它的机械方法来测量等。 必须指出，后三者是间接测量方法，需要前两者来校正。 4、雷诺数实验指导书 Ⅰ、 实验目的： 观察液体在管道中的流动状态（层流、紊流及其转变情况）并测定下临界雷诺数 Re c 。 Ⅱ、实验设备简图
进水竹 一色水金 一加色水开关 颜色水出水竹 璃竹 进水开关 出水开关 推水开关 使用仪器设备： 1、雷诺实验台1套；2、酒精温度计1只；3、秒表1只(1/10秒）；4、玻璃量杯1只（刻度为1000ml)
使用仪器设备： 1、雷诺实验台 1 套； 2、酒精温度计 1 只；3、秒表 1 只(1/10 秒 ) ；4、玻璃量杯 1 只（刻度为 1000ml ）
V1 层流流态 图a V2 过渡流态 图b V3 换日米的金地 紊流流态 图c Ⅲ、实验原理 流体在管道中流动，产生两种不同的流态即层流和紊流。研究表明：流体流动处于不同的流态时，其流 速分布和流动方向具有较大的差异，因而呈现出不同的流动阻力。 1、层流 管道中流动的流体，当其流动R数较小而不超过其临界值时，支配流动的主要因素是粘性力。管内流 体质，点受到这种粘性力的作用，只可能沿运动方向减速或加速而不会偏离其原来的运动方向，各流体质点不
Ⅲ、实验原理 流体在管道中流动，产生两种不同的流态即层流和紊流。研究表明：流体流动处于不同的流态时， 其流 速分布和流动方向具有较大的差异，因而呈现出不同的流动阻力。 1、层流 管道中流动的流体，当其流动 Re 数较小而不超过其临界值时，支配流动的主要因素是粘性力。管 内流 体质点受到这种粘性力的作用，只可能沿运动方向减速或加速而不会偏离其原来的运动方向，各流 体质点不
发生各向混杂，流动呈现规则的有秩序的成层流动，这就是层流。如图a所示。 2、紊流 当管道中流体流动R数增大甚至超过其临界值时，惯性力逐渐取代粘性力而成为支配流动的主要因素。 沿流动方向的粘性力对质点的束缚作用降低，质点向其他方向运动的自由度增大，因而容易偏离其原来的运 动方向，形成无规则的脉动混杂甚至产生可见尺度的涡旋，这就是紊流。如图℃所示。 介于层流与紊流之间的流态称为过渡流态，如图b所示。 在本实验中，颜色水随玻璃管内主流一起流动，颜色水流线代表了管内主流的流动状态。 3、下临界雷诺数Rc的测定 由流体力学可知：层流紊流流态的判别标准就是下临界雷诺数Rc,可表示为 _2_pWL=2320 Re ,式中d为玻璃管内径；y为流体的运动粘性系数，μ为流体的动力粘性系数，为流体的密 度，三者之间的关系为yP;Vc为流体的临界速度
发生各向混杂，流动呈现规则的有秩序的成层流动，这就是层流。如图 a 所示。 2、紊流 当管道中流体流动 Re 数增大甚至超过其临界值时，惯性力逐渐取代粘性力而成为支配流动的主要 因素。 沿流动方向的粘性力对质点的束缚作用降低，质点向其他方向运动的自由度增大，因而容易偏离 其原来的运 动方向，形成无规则的脉动混杂甚至产生可见尺度的涡旋，这就是紊流。如图 c 所示。 介于层流与紊流之间的流态称为过渡流态，如图 b 所示。 在本实验中，颜色水随玻璃管内主流一起 流动，颜色水流线代表了管内主流的流动状态。 3、下临界雷诺数 Rec 的测定 由流体力学可知：层流紊流流态的判别标准就是下临界雷诺数 Re c ， 可表示为 ，式中 d 为玻璃管内径；ν 为流体的运动粘性系数，μ为流体的动力粘性系数， 为流体的密 度，三者之间的关系为 ν ；V c 为流体的临界速度
实验中，玻璃导管内径是已知的；水的运动粘性系数y与温度的关系为："1+0.0337：+0.0022(cm×m/s) V0=0.01792(cm×cm/s)使用温度计测量出实验流体的温度t,根据上式即可求出v值。也可由温度t查“实 验基础知识”中对应图表求得V值。 V℃的测量方法是用量杯和秒表测量出流体在临界状态时一段时间内的体积，该流体体积除以所用时间得 到单位时间流体体积即流量Qc,再由VcA求出临界速度Vc。这里A为玻璃导管的有效截面积。 V、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（为保证水 的紊流度充分降低，该项工作应在实验之前24小时进行)。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，打开玻璃管放水开关，待管内空气排出后，松开颜色水开关使颜色水随玻璃管内主流一起 流动。此时可见管内水流处于紊流状态。 3、缓慢关小放水开关，同时观察玻璃管内颜色水变动情况，直到颜色水变为一条稳定的直线，此时即为紊
实验中，玻璃导管内径是已知的；水的运动粘性系数 ν 与温度的关系为： （㎝×㎝/s） ν 0 =0.01792（cm×㎝/s）使用温度计测量出实验流体的温度 t，根据上式即可求出 ν 值。也可由温度 t 查“实 验基础知识”中对应图表求得 ν 值。 V c 的测量方法是用量杯和秒表测量出流体在临界状态时一段时间内的体积，该流体体积除以所用时间得 到单位时间流体体积即流量 Q c ,再由 V c 求出临界速度 V c 。这里 A 为玻璃导管的有效截面积。 Ⅳ、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（为保 证水 的紊流度充分降低，该项工作应在实验之前 24 小时进行）。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，打开玻璃管放水开关，待管内空气排出后，松开颜色水开关使颜色水随玻璃管内主流 一起 流动。此时可见管内水流处于紊流状态。 3、缓慢关小放水开关，同时观察玻璃管内颜色水变动情况，直到颜色水变为一条稳定的直线，此时即 为紊