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流体力学实验报告流体力学实验报告
实 验 一
专业班级:环工二班 日期:2013年12月8号
实验名称 雷诺实验 指导老师 陈登平 姓名 李玉洁 学号 0121108290226 成绩 一:预习部分
1:实验目的
2:实验基本原理
3:主要仪器设备(含必要的元器件,工具) 一:目的要求
1.测定沿程水头损失与断面平均流速的关系,并确定临界雷诺数。
2.加深对不同流态的阻力和损失规律的认识。
二: 实验原理
1. 列量测段1-1与2-2断面的能量方程:
由于是等直径管道恒定均匀流,所以 v1=v2,a1=a2,hw(1-2)=hf(1-2),即沿程水头损失等于流段
的测压管水头差:hf=(z1+p2/a)-(z2+p2/a) 断面1-1与2-2的测压管接读数为 h1 及h2 ,量测长度为L,则水力坡度 J=(h1-h2)sina/L
2.用体积法测定流量. 利用量筒与秒表,得到量筒盛水的时间T及T时间内盛水的体积V。则流量Q=V/T,相应的断面平均流速v=Q/A。
3.量测水温,查相关曲线得运动粘滞性系数或用下式计算:
V=0.01775/(1+0.0337t+0.000221t2)(cm2/s)
式中t单位:℃
则可得到相应于不同流速时的雷诺数:Re=ud/v
三:实验仪器
设备如图2—13所示。另备打气筒一个,量筒一个,秒表一只,温度计一只(由实验小组向实验室借用)。
图2-13 管流流态试验简图
二:实验操作部分
1:实验数据,表格及数据处理
2:实验操作过程(可用图表示)
3结论 四:实验步骤
1.打开水箱下的进水阀向水箱充水,使水箱稍有溢水。再全开管道上的前阀与尾阀,以冲洗管道。
2.反复开关尾阀,排出管道中空气。
3.从紊流做到层流,将尾阀开到一定的开度,开始实验,待水流稳定后,测读 h1 ,h1、W, T 便完成了第一个测次。尔后逐次关小尾阀,重复上述操作与测读,一直做到管道出流几乎成滴淋状,方才做完了从紊流到层流的实验过程。
4.再从层流做到紊流,逐次开大尾阀,逐次测读(若时间有限,可不做此步骤)。
5.实验过程中,每半小时量测一次水温,取用水温平均值。
6.对实测数据进行分析计算,以logJ为纵座标,以logv为横坐标,在方格纸上点绘其关系曲线,再从该图上确定出临界流速值vk,从而计算出临界雷诺数Rek的值,并标明实验成果线段的坡度,即为本次实验的成果。
五:注意事项
1.应尽可能减少外界对水流的干扰,在实验过程中,要保持环境安静,不要碰撞管道以及与管道有联系的器件,要仔细轻巧地操作,尾阀开度的改变对水流也是一个干扰,因而操作阀门要轻微缓慢,而且切忌在关小的过程中有开大,或在开大的过程中有关小的现象发生。
2.尾阀开度的变化不宜过大。当接近临界区Rek=(2300~2000),更要细心操作,一个单程的量测(从紊流到层流;或从层流到紊流),应做15~20个以上的测次,预计全部实测的雷诺数约在500~8000之间,但在雷诺数小于2500以下时约需10个测次才能保证实验成果比较完满。
3.每调节一次尾阀,必须等待3分钟,使水流稳定后,方可施测。
4.量测水温时,要把温度计放在量筒的水中来读数,不可将它拿出水面之外读数。
六:量测与计算
1.实验数据
管径d= 0.80 cm; 管道过水面积A= 0.50 cm2; 量测段长度L= 65 cm;
水温t= 18.2℃;运动粘性系数v= 0.0105 cm2/s比压计倾斜率sin a= 0.5 ;
。 2. 数据记录及计算表
` 测次
比压计读数
水头损失
hf
cm
水力坡度
J
体积V
cm3
时间
T
(s)
流量Q
cm3/s
流速
V
cm/s
Re
log
J
log
v
▽1
cm
▽2
cm
▽1-▽2
cm
1
25.080
11.390
13.690
0
0.0875
323
10
32.3
64.6
4922
1.94
1.81
2
23.286
13.544
4.742
0
0.0365
273
10
27.3
54.6
4160
1.56
1.74
3
21.060
16.956
4.104
0
0.0316
244
15
16.27
32.54
2479
1.50
1.51
4
19.470
17.962
1.508
0
0.0116
249
20
12.45
24.90
1897
1.06
1.40
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