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中国石油大学(华东) 工程流体力学 实验报告
实验日期: 成绩:
班级: 学号: 姓名: 教师: 李成华
同组者:
实验六、流动状态实验
一、实验目的
1.测定液体运动时的沿程水头损失()及断面的 平均流速 ;
2.在双对数坐标上绘制流态(—)曲线图,找出下临界点并计算 雷诺数 的值。
二、实验装置
本室验的装置如图所示。本实验所用的设备有流态实验装置、量筒、秒表、温度计及粘温表。
在图1-6-1横线上正确填写实验装置各部分的
图1-6-1
1. 稳压水箱 ;2. 进水管 ;3. 试验管路 ;
4. 试验管路 ;5. 压差计 ;6 流量调节阀 ;
7. 回流管线 ;8. 试验台 ;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。 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 ) 。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、实验要求
1.有关常数: 实验装置编号:No. 10
实验管内径:D= 1.0 cm; 水温:T= 20.4 ℃;
水的密度:= 0.998125 g/cm; 动力粘度系数:= 0.993 mPas;
运动粘度系数:= 9.949×10-3cm2/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:= h1- h2=56.4-15.4=41.0(cm)
(2)运动粘度系数:=μ/ρ=0.993÷998.125=9.949×10-3(cm2/s)
(3)流量:= V/t=965÷12.19=79.16(ml/s)
(4)断面平均速度:v =4 Q/πD2=(4×79.16) ÷(3.14×12)=100.84(cm/s)
(5)雷诺数:= v D/ν=100.84×1÷9.949×10-3=10626
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
56.4
15.4
965
12.19
79.16
100.84
41.00
10626.44
2
65.9
46.3
950
18.10
52.49
66.86
19.60
7045.46
3
68.9
55.7
980
23.28
42.10
53.63
13.20
5650.76
4
71.3
63.4
905
28.66
31.58
40.23
7.90
4238.74
5
72.3
66.9
965
37.50
25.73
32.78
5.40
3454.30
6
72.9
69.7
775
35.41
21.89
27.88
3.20
2937.92
7
72.9
70.1
750
35.31
21.24
27.06
2.80
2851.20
8
73.3
71.3
760
41.04
18.52
23.59
2.00
2485.82
9
73.4
71.8
760
45.22
16.81
21.41
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