流动状态 中国石油大学(华东)流体力学实验报告.doc

PAGE PAGE 5 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