成都理工化工原理实验一流体流动型态及临界雷诺数的测定.docVIP

本科生实验报告 实验课程 学院名称 专业名称 学生姓名 学生学号 指导教师 实验地点 实验成绩 二〇 年 月 二〇 年 月 填写说明 适用于本科生所有的实验报告（印制实验报告册除外）； 专业填写为专业全称，有专业方向的用小括号标明； 格式要求： 用A4纸双面打印（封面双面打印）或在A4大小纸上用蓝黑色水笔书写。 打印排版：正文用宋体小四号，1.5倍行距，页边距采取默认形式（上下2.54cm，左右2.54cm，页眉1.5cm，页脚1.75cm）。字符间距为默认值（缩放100%，间距：标准）；页码用小五号字底端居中。 具体要求： 题目（二号黑体居中）； 摘要（“摘要”二字用小二号黑体居中，隔行书写摘要的文字部分，小4号宋体）； 关键词（隔行顶格书写“关键词”三字，提炼3-5个关键词，用分号隔开，小4号黑体)； 正文部分采用三级标题； 第1章 ××(小二号黑体居中，段前0.5行) 1.1 ×××××小三号黑体×××××（段前、段后0.5行） 1.1.1小四号黑体（段前、段后0.5行） 参考文献（黑体小二号居中，段前0.5行），参考文献用五号宋体，参照《参考文献著录规则（GB/T 7714－2005）》。 实验一 流体流动型态及临界雷诺数的测定 一、实验目的 研究流体流动的型态，对于化学工程的理论和工程实践都具有决定性的意义。 1883年雷诺（Reynolds）首先在实验装置中观察到实际流体的流动存在两种不同型态——层流和湍流，以及两种不同型态的转变过程。 本实验的目的，是通过雷诺试验装置，观察流体流动过程的不同流型及其转变过程，测定流型转变时的临界雷诺数。 二、实验原理 经许多研究者实验证明：流体流动存在两种截然不同的型态，主要决定因素为流体的密度和粘度、流体流动的速度，以及设备的几何尺寸（在圆形导管中为导管直径）。将这些因素整理归纳为一个无因次数群，称该无因次数群为雷诺准数（或雷诺数），即 式中d一导管直径，m ρ一流体密度，kg·m-3； μ一流体粘度，Pa· s； u一流体流速，m· s-1； 大量实验测得：当雷诺准数小于某一下临界值时，流体流动型态恒为层流；当雷诺数大于某一上临界值时，流体流型恒为湍流。在上临界值与下临界值之间，则为不稳定的过渡区域。对于圆形导管，下临界雷诺数为2000，上临界雷诺数为10000。一般情况下，上临界雷诺数为400O时，即可形成湍流。应当指出，层流与湍流之间并非是突然的转变，而是两者之间相隔一个不稳定过渡区域，因此，临界雷诺数测定值和流型的转变，在一定程度上受一些不稳定的其他因素的影响。 三、实验装置 雷诺试验装置主要由稳压溢流水槽、试验导管和转子流量计等部分组成，如图1所示。自来水不断注人并充满稳压溢流水槽。稳压溢流水槽的水流经试验导管和流量计。 图1雷诺实验装置及流程 示踪剂瓶；2稳压溢流水槽；3．试验导管； 4．转子流量计；V01．示踪剂调节阀；V02．上水调节阀； V03．水流量调节阀；V04，V05-泄水阀；V06一放风阀。 四、实验方法 实验前准备工作： （1）实验前，先用自来水充满稳压溢流水槽．将适量示踪剂（红墨水）加入贮瓶内备 用，并排尽贮瓶与针头之间管路内的空气。 （2）实验前，先对转子流量计进行标定，作好流量标定曲线。 （3）用温度计测定水温。 实验操作步骤： （1）开启自来水阀门，保持稳压溢流水槽有一定的溢流量，以保证试验时具有稳定的压头。 （2）用放风阀放去流量计内的空气，再少许开启转子流量计后的调节阀，将流量调至最小值，以便观察稳定的层流流型，再精细地调节示踪剂管路阀，使示踪剂（