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工程流体力学实验指导书 刘继钢 燕山大学机电工程实验中心 2002年9月 目录 实验一 液压油恩氏粘度和绝对粘度的测试--------------------------------------------3 实验二 雷诺实验-----------------------------------------------------------------------------5 实验三 旋涡形成实验-----------------------------------------------------------------------7 实验一 液压油恩氏粘度和绝对粘度的测试 实验目的： 学会工业上测定液压油粘度的方法，了解掌握恩氏粘度计的使用操作和绝对粘度计的操作方法。 实验仪器： 液压油（待测粘度）热电偶 烧杯 量杯 方盘 恩氏粘度计 比重计 秒表NDJ－1型旋转式粘度计 NDJ－8S型数显粘度计 NDJ—9型数显粘度计 实验原理： 200ml液体完全流出粘度计容器下的小孔（）的时间t1和同体积20℃蒸馏水完全流出粘度计同一容器下的小孔的时间的比值称之为该被测液体在该标准温度t下的恩氏粘度 实验内容： ⑴液压油恩氏粘度的测定 ⑵液压油绝对粘度的测定 实验步骤： 将保温用的水倒入恩氏粘度计的外锅（约1000ml）之后，使加热器通电，把外锅的水加热到某需要的温度上，用控温议来控制所需要的温度，同时用液体加热装置将液样加热，温度应与外锅内的水一致。流出孔用木塞堵住，量杯放入流出孔的底部，将加热好的液样倒入温度计的内锅，液面的高度应与内锅的三个指针尖一平，用三个支架的调整螺丝来调整仪器的水平。调整好之后盖上内锅盖。将测液温用的内标式温度计插放在内锅盖的边缘孔中。外锅内的测液温用的棒式温度计控制温度的传感器要分别插放到水中。用搅拌器搅拌均匀。记录下所需的温度，液样体积等。用手将木塞提起，在流出孔有液体流出时开始计时，待量瓶盛满到要求的刻度线时停止计时，记录下时间。（测量三次：20、50 、80 ） 实验报告 ⑴计算该液体在测量温度下的粘度 ⑵绘制粘度曲线 思考题： ⑴油液的粘度有几种表示方法，它们的单位各是什么？ ⑵液体粘度的定义是什么？ 实验二：雷诺实验 实验目的： 观察液体在管道内流动状态—层流和紊流，并测定其下临界雷诺数。 原理及公式： 流体流动有两种不同的状态，层流和紊流，用雷诺数来判断流态， ——液体在管道中的平均流速（m/s） d ——管道内径（m） ——液体密度（kg/） ——液体动力粘度（Pc?S） ——液体运动粘度（㎡/s） 实验仪器： 雷诺试验议 秒表 实验内容： 下临界雷诺数的测定 实验步骤： ⑴.打开玻璃管出水阀，并打开颜色液体管道的开关，改变出水阀开度的大小，观察液体在玻璃管中的流动状态。 ⑵.打开进水阀，使水箱进水，达到一定的水位，并保证有适当的溢流，使水箱内的水位平稳，在试验过程中，如出现水位变化时应调节进水阀确保水箱内水位稳定。 ⑶.打开玻璃管出水阀（开度可小一点）然后打开颜色溶液橡皮管夹子，颜色溶液和水均匀地混合并沿玻璃管流出。 ⑷.逐渐缓慢地关小玻璃管出水阀，直到颜色水变为一条可见的流线，此时即为紊流转变为层流的下临界雷诺数的情况，测量此时的流速和温度。 ⑸.重复步骤⑶，⑷数次 注意：在开关阀门时，动作尽可能要缓慢，防止任何可能的振动，干扰。 实验报告： 计算出被测液体的下临界雷诺数 思考题： 雷诺数意义是什么？ 8. 实验记录 实验管道d= M 管道截面积 A= 流动 状态 实 验 次 数 由管道流出的水量 V（l） 时 间 t(s) 流 量 Q= （l/s） 运动黏 度 （s） 流速 v= (m/s) 温度 雷 诺 数 =vd/ 由 紊 流 变 为 层 流 实验三：旋涡仪的试验 实验目的： 使学生认识和掌握流道突然缩小，突然扩大，逐渐缩小，逐渐扩大，直角弯管，“S”型弯管，障碍物时的流动特性，并由此对局部能量损失产生的原因有一个更为深刻的认识。 实验原理 液流突然扩大，逐渐扩大，液流逐渐缩小和突然缩小，液流突然转弯和逐渐弯曲，流道中的局部障碍都会使液流产生旋涡，并产生能量的损失。 实验仪器 旋涡实验仪 实验内容 观察液体在不同流道中的流动状态及旋涡的形成 实验步骤 ⑴向水箱内注水到要求的水位。 ⑵关闭所有通向实验通道的阀门，但必须打开回水箱的通道上的阀门。 ⑶启动水泵电机，水泵开始供水，循环一分钟后开始实验。 ⑷打开第一个通道的阀门观察流体通过局部障碍处的流动情况。注意阀门要逐渐打开，并适当控制开度