流体基础实验指导书(印)2009.12.doc

流 体 基 础 实 验 指 导 书 与 报 告 郑建光 编写 专业—— 班级—— 学号—— 姓名—— 中 国 计 量 学 院 计量测试工程学院 2009.12 目 录 (一)、雷诺实验………………………………………(1) (二)、文透利流量计实验……………………………(5) (三)、沿程水头损失实验……………………………(10) (四)、局部水头损失实验……………………………(19) （五）、自循环流动演示仪实验指导（演示…………(26) （六）、毕托管测速……………………………………(34) (一) 雷 诺 实 验 一、实验目的要求 1、观察层流、紊流的流态及其转换特征； 2、测定临界雷诺数。掌握园管流态判别准则： 3、学习经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、实验装置 本实验的装置如图1.1所示。 图1.l 自循坏雷诺实验装置图 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； 供水流量由无级调速器调控使恒压水箱4始终保持微溢流的程度。以提高进口前水体稳定度。 本恒压水箱还设有多道稳水隔板，可使稳水时间缩短到3—5分钟。有色水经有色水水管5注入实验管道8，可根据有色水散开与否判别流态。为防止自循环水污染，有色指示水采用自行消色的专用色水。 三、实验原理 四、实验方法与步骤 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，再逐步关小凋节阀。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不少于三次； (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； 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l～2次。 五、实验成果及要求 1、记录、计算有关常数： 实验装置台号No__________ 管径 ＝ cm; 水温 ＝ C 运动粘度 = 计算常数 2、整理、记录计算表 实验 次序 颜色水线形态 水体积 时间 T（s） 流 量 雷诺数 阀门开度 备 注 1 2 3 4 5 6 实测下临界雷诺数（平均值） = 注：色水形态；稳定直线稳定略弯曲、直线摆动直线抖动、断续、完全敞开。 六、实验分析与讨论 1、流态判据为何采用无量纲参数, 而不采用临界流速? 2、为何认为上临界雷诺数无实际意义。而采用下临界雷诺数作为层流与紊流的判据? 实测下临界雷诺数为多少? 3、雷诺实验得出的园管流动下，临界雷诺数为2320。而目前有些教科书中介绍采用的下临界雷诺数是2000，原因何在? 4、试结合紊动机理实验的观察，分析由层流过渡到紊流的机理何在? 5、分析层流和紊流在运动学特性和动力学特性方而各有何差异。 (二) 文丘里流量计实验 一、实验目的要求 1、通过测定流量系数，掌握文丘里流量计量测管道流量的技术和应用气——水多管压差计量测压差的技