雷诺演示实验

一、实验目的

1 观察流体流动时的不同流动型态

2 观察层流状态下管路中流体的速度分布状态

3 熟悉雷诺准数（Re ）的测定与计算

4 测定流动型态与雷诺数（Re ）之间的关系及临界雷诺数

二、实验原理

流体在流动过程中由三种不同的流动型态，即层流、过渡流和湍流。主要取决于流体流动时雷诺数Re 的大小，当Re 大于4000时为湍流，小于 2000 时为层流，介于两者之间为过渡流。影响流体流动型态的因素，不仅与流体流速、密度、粘度有关，也与管道直径和管型有关，其定义式如下：

μ

ρ

du R =

式中： d 管子的直径 m u 流体的速度 m/s ρ 流体的密度 kg/m 3 μ 流体的粘度 Pa · s

三、实验装置

雷诺演示实验装置如图1.1所示，其中管道直径为20 mm 。

图1.1 雷诺演示实验装置图

1—有机玻璃水槽；2 —玻璃观察管；3 —指试液；4，5 —阀门；6 —转子流量计

四、实验步骤

1 了解实验装置的各个部件名称及作用，并检查是否正常。

2 打开排空阀排气，待有机玻璃水槽溢流口有水溢出后开排水阀

调节红色指示液，消去原有的残余色。

3 打开流量计阀门接近最大，排气后再关闭。

4 打开红色指示液的针形阀，并调节流量（由小到大），观察指示液

流动形状，并记录指示液成稳定直线，开始波动，与水全部混合时流量计的读数。

5 重复上述实验3～5次，计算Re临界平均值。

6 关闭阀1、11，使观察玻璃管6内的水停止流动。再开阀1，让指

示液流出1～2 cm 后关闭1，再慢慢打开阀9，使管内流体作层流流动，观察此时速度分布曲线呈抛物线形状。

7 关闭阀1、进水阀，打开全开阀9排尽存水，并清理实验现场。

五、数据处理及结果分析

1 实验原始数据记录见下表：

序号 1 2 3 4 5 6

q（l/h）

U(m/s)

Re

2 利用Re的定义式计算不同流动型态时的临界值，并与理论临界值

比较，分析误差原因。

六、思考题

1雷诺数的物理意义是什么？

2 有人说可以只用流体的流速来判断管中流体的流动型态，当流速

低于某一数值时是层流，否则是湍流，你认为这种看法对否？在什么条件下可以只用流速来判断流体的流动型态？