中南大学冶金学院传递过程原理实验报告打印版.docVIP

中南大学冶金科学与工程学院 PAGE 38 - 一．目的1．观察层流、紊流的流态及其转换特征； 一．目的 1．观察层流、紊流的流态及其转换特征； 2．测定临界雷诺数，掌握圆管流态判别准则； 3．学习古典流体力学中应用无量纲参数进行实验研究的方法，并了解其实用意义。 二．原理 式子分母中ν为液体再该温度下的运动粘度，Q为该液体的流量。 流体在管中流动时，因为条件不同可以呈现出两种性质截然不同的流动形态：层流与紊流。影响流动性台的主要因素除了平均流速以外，还有管径d、流体密度ρ和年度μ。流态可以由组合数群Re=duρ/μ来判断。当Re=2320时为临界雷诺数，可以将流体流动划分为层流与紊流两种流动形态。当测得雷诺数大于2320时，流体开始进入紊流状态。 传 递 过 程 原 理 实 验 报 告 专业班级：冶金0804班 学号：0503080430 姓名：周海亮 实验日期：2010年10月25日 室温：23。C 大气压：1.01X105Pa 实验名称：雷诺实验 三．主要仪器、试剂及装置图 三．主要仪器、试剂及装置图 主要仪器：1.自循环供水器；2.实验台；3.可控硅无级调速器；4.恒压水箱；5.有色水 水管；6.稳水孔板；7.溢流板；8.实验管道；9.实验流量调节阀。 装置图： 四．实验步骤和实验现象 1．测记本实验的有关常数。 2．观察两种流态。 打开开关3使水箱充水至溢流水位，经稳定后，微微开启调节阀9，并注入颜色水于实验管内，使颜色水流成一直线。通过颜色水质点的运动观察管内水流的层流流态，然后逐步开大调节阀，通过颜色水直线的变化观察层流转变到紊流的水力特征，待管中出现完全紊流后，再逐步关小调节阀，观察由紊流转变为层流的水力特征。 3．测定下临界雷诺数。（1）将调节阀打开，使管中呈完全紊流，再逐步关小调节阀使流量减小。当流量调节到使颜色水在全管刚呈现出一稳定直线时，即为下临界状态； （2）待管中出现临界状态时，用体积法或电测法测定流量； （3）根据所测流量计算下临界雷诺数，并与公认值(2320)比较，偏离过大，需重测； （4）重新打开调节阀，使其形成完全紊流，按照上述步骤重复测量多于三次； （5）同时用水箱中的温度计测记水温，从而求得水的运动粘度。注意： a、每调节阀门一次，均需等待稳定几分钟； （5）同时用水箱中的温度计测记水温，从而求得水的运动粘度。注意： a、每调节阀门一次，均需等待稳定几分钟； b、关小阀门过程中，只许渐小，不许开大； c、随出水流量减小，应适当调小开关（右旋），以减小溢流量引发的扰动。4．测定上临界雷诺数。 逐渐开启调节阀，使管中水流由层流过渡到紊流，当色水线刚开始散开时，即为上临界状态，测定上临界雷诺数1~2次。 五．实验结果及数据处理 （张贴原始记录卡） 1．记录、计算有关常数：?? 管径? d=1.37cm，? 水温? t=21.8℃ 运动粘度?? 计算常数?? K=96.32s/cm32．整理、记录计算表 实验次序 颜色水线形态 水体积V(cm3) 时间T(s) 流量Q（cm3/s） 雷诺数Re 阀门开度增(↑)或减(↓) 备? 注 1 稳定 直线 736 30 24.53 2363.73 ↓ 层流 2 稳定 直线 722 30 24.07 2318.42 ↓ 层流 3 稳定 直线 719 30 23.97 2308.47 ↓ 层流 4 完全 散开 413 10 41.3 3978.02 ↑ 紊流 5 完全 散开 423 10 42.3 4074.34 ↑ 紊流 实测下临界雷诺数（平均值）=2330.21 注：颜色水形态指：稳定直线，稳定略弯曲，直线摆动，直线抖动，断续，完全散开等。 9.648x10 9.648x10-3 经过实验观察，在不同的流速下，管中的流体流动呈现出的不同的形态有以下几种： 经过实验观察，在不同的流速下，管中的流体流动呈现出的不同的形态有以下几种： 六．实验讨论 六．实验讨论 （一）注意事项 ： 1.在开启水箱的进水阀时，应注意控制进水量，使其稍大于用水量即可。如果进水量太大，溢流量太多，在大量溢流的干扰下，会造成液面严重波动而影响实验结果。在整个试验过程中，要特别注意保持水箱内的水头稳定。每变动一次阀门开度，均待水头稳定后再量测流量和水头损失。 2. 在流动形态转变点附近，流量变化的间隔要小些，使测点多些以便准确测量临界雷诺数。 3. 在层流流态时，由于流速较小，所以水头损失值也较小，应耐心、细致地多测几次。同时注意不要碰撞设备并保持实验环境的安静，以减少扰动。 （二）误差来源： （1）孔板流量计的影响（2）未能连续保持溢流（3）示踪管未在管中心（4）示踪剂