流动状态 中国石油大学(华东)流体力学实验讲课.doc

实验六、流动状态实验 一、实验目的．）及断面的平均流速(v)； 2．—）曲线图，找出下临界点并计算临界雷诺数Rec)的值。 二、实验装置本室验的装置如图所示。-1横线上正确填写实验装置各部分的名称 图1-6-1 流态实验装置 1. 稳压水箱2. 进水管 ；3. 溢流管 ； 4. 实验管路 ；5. 压差计 ；6. 流量调压阀 ； 7. 回流管线 ；8. 实验台 ；9. 蓄水箱 ； 10. 抽水泵 ；11. 出水管 三、实验原理 填空 1．液体在同一管道中流动，当速度不同时有层流、紊流两种流动状态。层流的特点是质点互不掺混，成线状流动。在紊流中流体的各质点相互掺混，有脉动现象。 不同的流态，其沿程水头损失与断面平均速度的关系也不相同。层流的沿程水头损失与断面平均流速的一次方成正比；紊流的沿程水头损失与断面平均速度的m次方成正比 (m= 1.75~2.0) 。层流与紊流之间存在一个过渡区，它的沿程水头损失与断面平均流速关系与层流、紊流的不同。 2．当稳压水箱一直保持溢流时，实验管路水平放置且管径不变，流体在管内的流动为稳定流，此种情况下v1=v2。那么从A点到B点的沿程水头损失为hf，可由能流量方程导出： h1、h2分别是A点、B点的测压管水头，由压差计中的两个测压管读出。 3．雷诺数（Reynolds Number）判断流体流动状态。雷诺数的计算公式为： —圆管内径；—断面平均速度；—运动粘度系数 当（下临界雷诺数）为层流，=2000~2320； 当（上临界雷诺数）为紊流，=4000~12000之间。 四、实验6 实验管内径：D= 1.0 cm； 水温：T= 16.6 ℃； 水的密度：=0.998868g/cm3； 动力粘度系数：= 1.09412 mPas； 运动粘度系数：= 0.0109536 cm2/s。 2、以表1-6-1中的任意一组数据为例 ，写出计算实例（包含计算公式、数据及结果）。 （1 ）沿程水头损失： （2）运动粘度系数： （3）流量： （4）断面平均速度： （5）雷诺数： 3．实验数据记录处理见表1-6-1。 表1-6-1 流动状态实验数据记录处理表 次数 h1/cm h2/cm V/ml t/s Q/ml/s v/cm/s hf/cm Re 1 54.7 13.4 1000 12.10 82.64463 105.2264 41.3 9606.559 2 65.1 44.8 945 17.15 55.10204 70.1581 20.3 6405.026 3 69.1 57.2 1000 24.5 40.81633 51.96896 11.9 4744.464 4 71.4 64.3 945 30.81 30.67186 39.05262 7.1 3565.278 5 72.3 67.2 970 38.19 25.39932 32.33942 5.1 2952.401 6 72.7 69.1 790 35.19 22.44956 28.58367 3.6 2609.523 7 73.1 70.6 770 38.22 20.14652 25.65135 2.5 2341.819 8 73.1 71.1 785 39.9 19.67419 25.04995 2 2286.915 9 73.3 71.8 735 43.66 16.83463 21.43452 1.5 1956.847 10 73.6 72.6 725 57.65 12.57589 16.01212 1 1461.813 11 73.8 73 550 54.09 10.16824 12.9466 0.8 1181.95 12 73.9 73.3 565 73.78 7.657902 9.750343 0.6 890.1497 13 74 73.5 470 71.04 6.615991 8.423741 0.5 769.0386 14 74 73.6 375 68.19 5.49934 7.001977 0.4 639.2398 15 74.1 73.8 375 88.25 4.249292 5.410366 0.3 493.935 16 17 18 19 20 4、在双对数坐标纸上绘制的关系曲线图 图 的关系曲线图