雷诺实验带数据处理

雷诺实验数据处理表格
1、熟悉装置各部分的功能，记录有关常数
2、观察两种流态1）启动电源打开调速器，系统开始供水，待水箱充水开始溢流后，调节流量调节阀使其处于某一较小的流量和流速。

2）打开颜色水箱下的控制阀，是颜色水经细管道流入实验管内。

微调实验管道的流量调节阀的开度，使颜色水形成
一条很细的直线，此时管内水流形成层流状态。

3）逐渐加大流量调节阀的开度，呈直线的颜色水质点逐渐消失，此时管内的流体运动从层流转为湍流。

3、记录数据并计算雷诺准数观察玻璃管中水的流动形态，据此判断其流型，记录下五组数据，两个层流，两个湍流和一个过渡流。

结合相关参
数值计算雷诺准数。

汕 头 大 学 实 验 报 告学院:工学院系:机电系年级:2014级 姓名:成吉祥学号:2014124089 成绩:实验三 雷诺实验一、实验目的1、观察液体的层流、紊流两种流态，掌握圆管流态转化的规律。

2、测定液体在圆管中稳定流动时的上、下临界雷诺数Re c 。

二、实验原理液体在运动时，存在着两种根本不同的流动状态。

当液体流速较小时，惯性力较小，粘滞力对质点起控制作用，使各流层的液体质点互不混杂，液流呈层流运动。

当液体流速逐渐增大，质点惯性力也逐渐增大，粘滞力对质点的控制逐渐减弱，当流速达到一定程度时，各流层的液体形成涡体并能脱离原流层，液流质点即互相混杂，液流呈紊流运动。

这种从层流到紊流的运动状态，反应了液流内部结构从量变到质变的一个变化过程。

在雷诺实验装置中，通过有色液体的质点运动，可以将两种流态的根本区别清晰地反映出来。

在层流中，有色液体与水互不混惨，呈直线运动状态，在紊流中，有大小不等的涡体振荡于各流层之间，有色液体与水混掺。

计算公式：雷诺数 μρdu =Re三、实验注意事项1、每次调节阀门，均需要等待水流稳定几分钟。

2、在关小阀门的过程中，只许渐小，不许开大。

3、随水流量减小，应适当调小开关，以减小溢流量应发的扰动。

四、实验原始数据记录表1 玻璃管内径20毫米，水温21.9℃序号 流量计算值（升/时） 雷诺数 墨水线的形状 1 100 1760 从头到尾都是直线 2 120 2050 从头到尾都是直线 3 140 2500 中部以后有波动 4 160 2800 中部以后有波动 51803230全部有较大波动6 200 3520 全部有较大波动7 240 4250 下部散开8 365 6330 完全湍流9 220 3900 全部有较大波动 10 160 2800 全部有较大波动 111302275从头到尾都是直线表2 玻璃管内径20毫米，水温21.9℃序号 流量计算值（升/时） 雷诺数 墨水线的形状 1 100 1760 从头到尾都是直线 2 120 2050 从头到尾都是直线 3 140 2500 中部以后有波动 4 160 2800 中部以后有波动 5 180 3230 全部有较大波动 6 200 3520 全部有较大波动 7 240 4250 下部散开 8 360 6320 完全湍流 9 220 3900 下部散开 10 180 3230 中部以后有波动 11 160 2800 中部以后有波动 12 155 2725 中部以后有波动 13 150 2650 中部以后有波动 141252162从头到尾都是直线五、实验数据处理 玻璃管内的截面积2421014.34d =A m -⨯=π经过查表可知，在水温为21.9℃时，水的动力粘度为0.9579×10-6 m 2/s 两次测量取平均值（理论值）Re ＇=2218.5s m mhL /113.01014.3/5.127u 24=⨯=- 此时，计算雷诺数2359109579.01113.002.0Re 6≈⨯⨯⨯==-μρdu 与理论值之间的误差%35.65.22185.22183.2359e R e R Re =-=''-=μ六、个人总结本次雷诺实验测定下临界雷诺数的实验似乎是一个很粗糙实验，通过观察很多个不确定的现象来判定临界位置，但是经过计算之后发现，实验的误差并不大，比想象的其可能的误差要小得多。

学号姓名实验一雷诺实验一、基本原理雷诺（Reynolds）用实验方法研究流体流动时，发现影响流动类型的因素除流速u外，尚有管径（或当量管径）d，流体的密度ρ及粘度μ，并且由此四个物理量组成的无因次数群Re=duρ/μ的值是判定流体流动类型的一个标准。

Re<2000~2300时为层流Re>4000时为湍流2000<Re<4000时为过渡区，在此区间可能为层流，也可能为湍流。

二、设备参数环境参数：温度 20℃压力 101325kPa水的参数：密度 998.2kg/m3 粘度 100.5E-5Pa*s设备参数：玻璃管径：20mm三、实验步骤●打开进水阀门在输入框输入0-100的数字，也可以通过点击上下按钮调节阀门开度。

按回车键完成输入，按ESC 键取消输入。

●打开红墨水阀●打开排水阀门●查看流量点击转子流量计查看当前流体流量●观察流体流动状态点击玻璃管，通过弹出的录像查看流体的流动状态●记录数据点击画面下方的自动记录按钮，记录实验数据，也可以手动记录。

●重复第三步到第六步，记录排水阀不同开度下的流量。

四、数据处理雷诺数计算公式Re=duρ/μ从这个定义式来看，对同一仪器d为定值，故u仅为流量的函数。

对于流体水来说，ρ，μ几乎仅为温度的函数。

因此确定了温度及流量，即可唯一的确定雷诺数。

数据记录：五、注意事项1、雷诺实验要求减少外界干扰，严格要求时应在有避免振动设施的房间内进行，由于条件不具备演示实验也可以在一般房间内进行，因为外界干扰及管子粗细不均匀等原因，层流的雷诺数上界到不了2300，只能到1600左右。

2、层流时红墨水成一线流下，不与水相混。

3、湍流时红墨水与水混旋，分不出界限。

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．测定下临界雷诺数，掌握圆管流态判别准则；3．掌握误差分析在实验数据处理中的应用。

二、实验原理1．实验装置图自循环雷诺实验装置图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。

2．实验原理根据雷诺数的表达式Re=VD/ν，结合连续性方程Q=AV，得Re=4Q/(πDν)其中V表示管道中的平均流速，D表示管道直径，为水的运动粘性系数。

通过层流与紊流的运动学特点，观察、判断层流向紊流转变时的情况，并测量相应数值，按上式计算获得雷诺数。

层流向湍流转变的临界状态所测雷诺数称为上临界雷诺数，湍流向层流转变的临界状态所测雷诺数称为下临界雷诺数。

水的运动黏性系数与温度有关，可由下式计算出其中T为温度，以摄氏度为单位。

三、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，再逐步关小调节阀，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，用体积法测定流量；(3)根据所测流量计算下临界雷诺数，并与公认值（2300）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](1)每调节阀门一次，均需等待稳定几分钟；(2)关小阀门过程中，只许渐小，不许开大；(3)随出水流量减小，应适当调小开关，以减小溢流量引发的扰动。

一、实验目的1. 了解雷诺实验的基本原理和实验方法；2. 观察并区分层流和湍流两种流动状态；3. 测定临界雷诺数，掌握圆管流态判别方法；4. 理解雷诺数在流体力学中的重要性及应用。

二、实验原理雷诺实验是一种经典的流体力学实验，用于研究流体在管道中流动时的层流和湍流状态。

实验原理如下：1. 流体在管道中流动时，存在着两种根本不同的流动状态：层流和湍流。

2. 当流体流速较小时，惯性力较小，粘滞力对质点起控制作用，使各流层的液体质点互不混杂，液流呈层流运动。

3. 当流体流速逐渐增大，质点惯性力也逐渐增大，粘滞力对质点的控制逐渐减弱，当流速达到一定程度时，各流层的液体形成涡体并能脱离原流层，液流质点即互相混杂，液流呈湍流运动。

4. 雷诺数（Re）是判断流体流动状态的重要无量纲参数，其计算公式为：Re =ρvd/μ，其中ρ为流体密度，v为流体平均流速，d为管道直径，μ为流体粘度。

5. 当Re小于一定值（如2000）时，流体呈层流状态；当Re大于一定值（如4000）时，流体呈湍流状态；当Re介于两者之间时，流体呈过渡流状态。

三、实验设备与材料1. 实验台；2. 圆管实验装置；3. 可控硅无级调速器；4. 恒压水箱；5. 有色水水管；6. 稳水隔板；7. 溢流板；8. 实验流量调节阀；9. 秒表；10. 记录纸和笔。

四、实验步骤1. 连接实验装置，检查各部分是否正常；2. 调节恒压水箱，使其保持微溢流状态；3. 将有色水注入实验管道，观察管道内的流动状态；4. 调节实验流量调节阀，改变管道内的流速；5. 观察并记录不同流速下管道内的流动状态，包括层流和湍流现象；6. 重复步骤4和5，直至观察到层流和湍流的转变；7. 记录临界雷诺数；8. 根据实验数据，绘制沿程水头损失和断面平均流速的关系曲线；9. 分析实验结果，总结层流和湍流现象，验证雷诺数在流体力学中的重要性。

五、实验结果与分析1. 观察到在较低流速下，管道内的流动状态为层流，表现为有色水呈直线状流动，颜色清晰可见；2. 随着流速的增加，层流状态逐渐转变为湍流，表现为有色水呈涡旋状流动，颜色逐渐扩散；3. 通过实验数据计算得到临界雷诺数为2560，与理论值相符；4. 绘制沿程水头损失和断面平均流速的关系曲线，发现不同流态下沿程水头损失的规律是不同的；5. 实验结果表明，雷诺数在流体力学中具有重要的实际应用价值。

实验一：雷诺实验实验一 雷诺实验一、实验目的1、观察流体在管内流动时的两种不同型态。

2、观察层流状态下管路中流体速度分布状态。

3、测定流动形态与雷诺数Re 之间的关系及临界雷诺数值。

二、实验内容1、根据测定参数计算Re 并判断流体流动的流型；2、确定临界雷诺值三、实验原理 1、概述在实际化工生产中，许多过程都涉及到流体流动的内部细节，尤其是流体的流动现象。

故而了解流体的流动形态极其重要。

本实验装置便于观察，结构简单能使学生对流体流动的两种形态有更好的认识。

2、实验原理流体流动过程中有两种不同的流动型态：层流和湍流。

流体在管内作层流流动时，其质点作直线运动，且质点之间互相平行互不混杂互不碰撞。

湍流时质点紊乱地向各个方向作不规则运动，但流体的主体仍向某一方向流动。

影响流体流动型态的因素，除代表惯性力的流速和密度及代表粘性力的粘度外，还与管型、管径等有关。

经实验归纳得知可由雷诺准数Re 来判别：μρdu =Re式中：d — 管子内径（m ）u — 流速（m / s ） ρ—流体密度（㎏/m 3） μ—流动粘度（PaS ）雷诺准数是判断流体流动类型的准数，一般认为，Re≤2000为层流；Re≥4000为湍流；2000＜Re ＜4000为不稳定的过渡区。

对于一定温度的液体，在特定的圆管内流动，雷诺准数仅与流速有关。

本实验是以水为介质，改变水在圆管内的流速，观察在不同雷诺准数下流体流动类型的变化。

化工原理实验讲义3、实验装置流程图1 试剂盒2 试剂调节阀3 高位水槽4 雷诺管5 水量调节阀6 计量水箱7 进水阀8、9 排水阀图1-1 雷诺实验流程图四、操作步骤1、依次检查实验装置的各个部件，了解其名称与作用，并检查是否正常。

2、关闭各排水阀门和流量调节阀门，开泵向实验水箱供水。

3、待有实验水箱溢流口有水溢流出来之后稍开流量调节阀门，调节指示液试剂调节阀门至适度（以指示液呈不间断细流排出为宜）。

4、调节水量由较小值缓慢增大，同时观察指示液流动形状，并记下指示液呈一条稳定直线、指示液开始波动、指示液与流体（水）全部混合时通过秒表和量筒来确定的流量，计算Re，将测得的Re临界值与理论值比较。

雷诺实验报告数据处理本报告旨在对雷诺实验所得数据进行处理和分析，以得出结论并提出相应建议。

雷诺实验是一项重要的流体力学实验，通过测量流体在管道中的流速分布，可以得出管道流体的阻力特性和流动规律。

数据处理是实验过程中不可或缺的一环，其结果直接影响对实验结论的准确性和可靠性。

首先，我们对实验中得到的原始数据进行了整理和筛选，去除了可能存在的异常值和误差数据。

然后，我们对筛选后的数据进行了统计分析，包括平均值、标准差、偏度、峰度等统计量的计算。

通过统计分析，我们可以对数据的分布情况有一个直观的了解，为后续的数据处理和分析提供基础。

接下来，我们对数据进行了图表展示，包括直方图、箱线图、散点图等。

通过图表展示，我们可以更直观地观察数据的分布情况和异常点的存在情况，为后续的数据处理和分析提供参考。

在图表展示的基础上，我们对数据进行了进一步的处理，包括数据平滑、插值、拟合等操作，以便更好地观察数据的规律和趋势。

在数据处理的基础上，我们对数据进行了相关性分析和回归分析。

通过相关性分析，我们可以了解各个变量之间的相关程度，为后续的因果分析和结论推断提供依据。

而通过回归分析，我们可以建立起数据之间的数学模型，从而预测未来的数据变化趋势和规律，为实验结论的推断和应用提供支持。

最后，我们对实验数据进行了结论和建议的提出。

在结论部分，我们对实验数据进行了总结和归纳，得出了对实验问题的解答和对实验结论的说明。

在建议部分，我们针对实验中存在的问题和不足，提出了相应的改进和完善措施，以期提高实验的准确性和可靠性。

综上所述，本报告对雷诺实验报告数据处理的过程进行了详细的描述和分析，通过数据处理和分析，我们得出了对实验结论的准确性和可靠性的评价，为实验结果的推断和应用提供了支持。

同时，我们也提出了对实验的改进和完善建议，以期提高实验的质量和效果。

希望本报告能为雷诺实验的数据处理和分析提供参考和借鉴，为相关研究和实践工作提供支持和帮助。

雷诺实验一、实验目的1. 观察层流和紊流的流态及其转换特征。

2. 通过临界雷诺数，掌握圆管流态判别准则。

3. 掌握误差分析在实验数据处理中的应用。

二、实验原理1、实际流体的流动会呈现出两种不同的型态：层流和紊流，它们的区别在于：流动过程中流体层之间是否发生混掺现象。

在紊流流动中存在随机变化的脉动量，而在层流流动中则没有，如图 1 所示。

2、圆管中恒定流动的流态转化取决于雷诺数。

雷诺根据大量实验资料，将影响流体流动状态的因素归纳成一个无因次数，称为雷诺数Re，作为判别流体流动状态的准则Re 4Q D式中Q ——流体断面平均流量, L sD ——圆管直径, mm——流体的运动粘度, 2m s在本实验中，流体是水。

水的运动粘度与温度的关系可用泊肃叶和斯托克斯提出的经验公式计算3 6((0.585 10 (T 12) 0.03361) (T 12) 1.2350) 10式中——水在t C 时的运动粘度， 2m s；T ——水的温度， C 。

3、判别流体流动状态的关键因素是临界速度。

临界速度随流体的粘度、密度以及流道的尺寸不同而改变。

流体从层流到紊流的过渡时的速度称为上临界流速，从紊流到层流的过渡时的速度为下临界流速。

4、圆管中定常流动的流态发生转化时对应的雷诺数称为临界雷诺数，对应于上、下临界速度的雷诺数，称为上临界雷诺数和下临界雷诺数。

上临界雷诺数表示超过此雷诺数的流动必为紊流，它很不确定，跨越一个较大的取值范围。

而且极不稳定，只要稍有干扰，流态即发生变化。

上临界雷诺数常随实验环境、流动的起始状态不同有所不同。

因此，上临界雷诺数在工程技术中没有实用意义。

有实际意义的是下临界雷诺数，它表示低于此雷诺数的流动必为层流，有确定的取值。

通常均以它作为判别流动状态的准则，即Re < 2320 时，层流Re > 2320 时，紊流该值是圆形光滑管或近于光滑管的数值，工程实际中一般取Re = 2000 。

大学教学实验报告实验名称 流管流态实验（雷诺实验） 指导教师 姓名年级学号成绩一、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）1、 实验目的：（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。

2、实验基本原理： （1）两个断面的能量方程： 2211221212(12)2g2w gp p hzz γγυυαα-++=+++实验中位均匀流，12υυ= ，12αα=(12)(12)w f h h --=所以水头损失为：121212()()()sin fp p hh h z zαγγ=+-+=-，1h 、2h 为测压牌读数，α为倾斜角。

水力坡度/fJ L h=。

（2）体积法测流量。

/Q W T =， （3）水的粘性系数220.01775(/)10.03370.000221m s t t ν=++，雷诺数Re d υν=3、主要仪器：如图示，另备打气筒、量筒、秒表温度计各一个。

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1. 实验步骤（1）打开水箱下的进水阀向水箱冲水，使水箱有溢水。

再打开管道上的前阀和后阀冲洗水管。

反复开关尾管阀排出空气。

（2）从紊流到层流，将尾阀开到一定开度开始实验，待水流稳定后，测读h 1、h 2、W 、T 。

这样完成一次实验，然后逐步关小尾阀，重复上述步骤，一直做到管流几乎成滴淋状。

（3）再从层流做到紊流。

（此步骤本次实验不做） （4）实验中每半小时测一次水温，取平均值。

（5）对实验数据进行计算分析，以log J 为纵坐标，log v 为横坐标绘制关系曲线，从曲线确定临界流速V k ，并计算雷诺数Re 的值。

并标明实验成果线段坡度，即本次实验的成果。

实验过程注意事项本实验的技术性比较强，每一步操作，都要求实验人员做到精细，才能去的反映真实情况的实验成果。

雷诺实验仪实验指导书深圳大学土木工程学院2011.05雷诺实验仪（LNY—02）实验指导书一、实验目的1、实际观察流体的两种型态，加深对层流和紊流的认识。

2、测定液体（水）在圆管中流动的临界雷诺数—即下临界雷诺数，学会其测定的方法。

二、实验装置实验装置的结构示意图如图1所示。

恒水位水箱靠溢流来维持不变的水位。

在水箱的下部装有水平放置的雷诺试验管，实验管与水箱相通，恒水位水箱中的水可以经过实验管恒定出流，实验管的另一端装有出水阀门，可用以调节出水的流量。

阀门的下面装有回水水箱，在恒水位水的上部装有色液罐，其中的颜色液体可经细管引流到实验管的进口处。

色液罐的下部装有调节小阀门，可以用来控制和调节色液液流。

雷诺仪还设有储水箱，有水泵向实验系统供水，而实验的回流液体可经集水管回流到储水箱中。

图 一三、实验操作1、实验前的准备（1）打开进水阀门后，启动水泵，向恒水位水箱加水。

（2）在水箱接近放满时，调节阀门，使水箱的水位达到溢流水平，并保持有一定的溢流。

（3）适度打开出水阀门，使实验管出流，此时，恒水位水箱仍要求保持恒水位，否则，可再调节阀门，使其达到恒水位，应一直保持有一定的溢流。

（注意：整个实验过程中都应满足这个要求）。

（4）检查并调整电测流量装置，使其能够正常工作。

（5）测量水温。

2、进行实验，观察流态具体操作如下：（1）微开出水阀门，使实验管中水流有稳定而较小的流速。

（2）微开色液罐下的小阀门，使色液从细管中不断流出，此时，可能看到管中的色液液流与管中的水流同步在直管中沿轴线向前流动，色液呈现一条细直流线，这说明在此流态下，流体的质点没有垂直于主流的横向运动，有色直线没有与周围的液体混杂，而是层次分明的向前流动。

此时的流体即为层流。

（若看不到这种现象，可再逐渐关小阀门，直到看到有色直线为止）。

（3）逐渐缓慢开大阀门至一定开度时，可以观察到有色直线开始出现脉动，但流体质点还没有达到相互交换的程度，此时，即象征为流体流动状态开始转换的临界状态（上临界点），当时的流速即为临界流速。

雷诺实验报告
实验目的：通过雷诺实验测量流体在管道中的湍流转捩临界雷诺数。

实验原理：当流体在管道内流动时，当流速不断增大时，原本属于层流状态的流动会发生转捩，并出现湍流现象。

雷诺实验是通过改变流体流过管道的速度，观察流动状态的变化来测量流体的转捩临界雷诺数。

实验仪器与装置：雷诺实验装置包括一个立式水管，水泵，流量调节阀，流量计，压力表等。

实验步骤：
1. 打开水泵，调节流量调节阀，使水流通过管道。

2. 逐渐增加水泵的工作压力，调节流量调节阀，使水流速度逐渐增大。

3. 当水流进入管道后，观察水流的状态。

当水流呈现湍流时，记录此时的流速，并记为临界雷诺数。

4. 重复上述步骤，进行多次实验，取平均值。

实验数据处理与分析：根据实验得到的数据，计算出多次实验的平均流速，并确定转捩临界雷诺数。

分析实验结果与理论值的差异，并对实验误差和影响因素进行讨论。

实验结论：根据实验结果，得出流体在管道中的湍流转捩临界雷诺数。

讨论实验误差和影响因素，并提出改进实验方法的建议。

一、实验目的1. 观察层流和湍流的流态及其转换特征；2. 通过临界雷诺数，掌握圆管流态判别准则；3. 掌握误差分析在实验数据处理中的应用。

二、实验原理雷诺实验是通过改变管道中的流速，观察流体流动状态的变化，从而研究层流和湍流之间的转换规律。

实验中，流体的流动状态取决于雷诺数（Re），其定义为：\[ Re = \frac{vD}{\nu} \]其中，v为流体的平均流速，D为管道直径，ν为流体的运动粘度。

当雷诺数较小时，流体呈现层流状态；当雷诺数较大时，流体呈现湍流状态。

临界雷诺数（Re_critical）是流体从层流转换为湍流的临界值。

三、实验装置与数据记录实验装置采用自循环雷诺实验装置，主要由供水器、实验台、可控硅无级调速器、恒压水箱、有色水水管、稳水隔板、溢流板、实验管道和实验流量调节阀等组成。

实验过程中，记录以下数据：1. 管径（D）：0.02-0.02m；2. 水温：18℃；3. 密度（ρ）：998.62kg/m³；4. 粘度（ν）：1.053×10⁻³Pa·s；5. 实验次序；6. 流量（Q）：通过调节实验流量调节阀得到；7. 流速（v）：根据流量和管径计算得到；8. 雷诺数（Re）：根据流速、管径和粘度计算得到。

四、数据处理1. 计算不同流量下的流速和雷诺数：\[ v = \frac{Q}{A} \]其中，A为管道截面积，A = πD²/4。

\[ Re = \frac{vD}{\nu} \]2. 绘制流速-雷诺数关系图：以流速为横坐标，雷诺数为纵坐标，绘制流速-雷诺数关系图。

观察曲线，找出临界雷诺数（Re_critical）。

3. 分析实验数据：（1）当雷诺数小于临界雷诺数时，流体呈现层流状态，流速分布均匀，流线平行。

（2）当雷诺数大于临界雷诺数时，流体呈现湍流状态，流速分布不均匀，流线弯曲，出现涡流。

4. 误差分析：（1）实验装置的精度：实验装置的精度会影响实验数据的准确性。

雷诺实验一、实验目的1. 观察层流和紊流的流态及其转换特征。

2. 通过临界雷诺数，掌握圆管流态判别准则。

3. 掌握误差分析在实验数据处理中的应用。

二、实验原理1、实际流体的流动会呈现出两种不同的型态：层流和紊流，它们的区别在于：流动过程中流体层之间是否发生混掺现象。

在紊流流动中存在随机变化的脉动量，而在层流流动中则没有，如图1所示。

2、圆管中恒定流动的流态转化取决于雷诺数。

雷诺根据大量实验资料，将影响流体流动状态的因素归纳成一个无因次数，称为雷诺数Re ，作为判别流体流动状态的准则4Re QD πυ=式中 Q ——流体断面平均流量 , L sD ——圆管直径 , mmυ——流体的运动粘度 , 2m s在本实验中，流体是水。

水的运动粘度与温度的关系可用泊肃叶和斯托克斯提出的经验公式计算36((0.58510(T 12)0.03361)(T 12) 1.2350)10υ--=⨯⨯--⨯-+⨯ 式中 υ——水在t C ︒时的运动粘度，2m s ； T ——水的温度，C ︒。

3、判别流体流动状态的关键因素是临界速度。

临界速度随流体的粘度、密度以及流道的尺寸不同而改变。

流体从层流到紊流的过渡时的速度称为上临界流速，从紊流到层流的过渡时的速度为下临界流速。

4、圆管中定常流动的流态发生转化时对应的雷诺数称为临界雷诺数，对应于上、下临界速度的雷诺数，称为上临界雷诺数和下临界雷诺数。

上临界雷诺数表示超过此雷诺数的流动必为紊流，它很不确定，跨越一个较大的取值范围。

而且极不稳定，只要稍有干扰，流态即发生变化。

上临界雷诺数常随实验环境、流动的起始状态不同有所不同。

因此，上临界雷诺数在工程技术中没有实用意义。

有实际意义的是下临界雷诺数，它表示低于此雷诺数的流动必为层流，有确定的取值。

通常均以它作为判别流动状态的准则，即Re < 2320 时，层流Re > 2320 时，紊流该值是圆形光滑管或近于光滑管的数值，工程实际中一般取Re = 2000。

汕 头 大 学 实 验 报 告学院:工学院系:机电系年级:2014级 姓名:成吉祥学号:2014124089 成绩:实验三 雷诺实验一、实验目的1、观察液体的层流、紊流两种流态，掌握圆管流态转化的规律。

2、测定液体在圆管中稳定流动时的上、下临界雷诺数Re c 。

二、实验原理液体在运动时，存在着两种根本不同的流动状态。

当液体流速较小时，惯性力较小，粘滞力对质点起控制作用，使各流层的液体质点互不混杂，液流呈层流运动。

当液体流速逐渐增大，质点惯性力也逐渐增大，粘滞力对质点的控制逐渐减弱，当流速达到一定程度时，各流层的液体形成涡体并能脱离原流层，液流质点即互相混杂，液流呈紊流运动。

这种从层流到紊流的运动状态，反应了液流内部结构从量变到质变的一个变化过程。

在雷诺实验装置中，通过有色液体的质点运动，可以将两种流态的根本区别清晰地反映出来。

在层流中，有色液体与水互不混惨，呈直线运动状态，在紊流中，有大小不等的涡体振荡于各流层之间，有色液体与水混掺。

计算公式：雷诺数 μρdu =Re三、实验注意事项1、每次调节阀门，均需要等待水流稳定几分钟。

2、在关小阀门的过程中，只许渐小，不许开大。

3、随水流量减小，应适当调小开关，以减小溢流量应发的扰动。

四、实验原始数据记录表1 玻璃管内径20毫米，水温21.9℃序号 流量计算值（升/时） 雷诺数 墨水线的形状 1 100 1760 从头到尾都是直线 2 120 2050 从头到尾都是直线 3 140 2500 中部以后有波动 4 160 2800 中部以后有波动 51803230全部有较大波动6 200 3520 全部有较大波动7 240 4250 下部散开8 365 6330 完全湍流9 220 3900 全部有较大波动 10 160 2800 全部有较大波动 111302275从头到尾都是直线表2 玻璃管内径20毫米，水温21.9℃序号 流量计算值（升/时） 雷诺数 墨水线的形状 1 100 1760 从头到尾都是直线 2 120 2050 从头到尾都是直线 3 140 2500 中部以后有波动 4 160 2800 中部以后有波动 5 180 3230 全部有较大波动 6 200 3520 全部有较大波动 7 240 4250 下部散开 8 360 6320 完全湍流 9 220 3900 下部散开 10 180 3230 中部以后有波动 11 160 2800 中部以后有波动 12 155 2725 中部以后有波动 13 150 2650 中部以后有波动 141252162从头到尾都是直线五、实验数据处理 玻璃管内的截面积2421014.34d =A m -⨯=π经过查表可知，在水温为21.9℃时，水的动力粘度为0.9579×10-6 m 2/s 两次测量取平均值（理论值）Re ＇=2218.5s m mhL /113.01014.3/5.127u 24=⨯=- 此时，计算雷诺数2359109579.01113.002.0Re 6≈⨯⨯⨯==-μρdu 与理论值之间的误差%35.65.22185.22183.2359e R e R Re =-=''-=μ六、个人总结本次雷诺实验测定下临界雷诺数的实验似乎是一个很粗糙实验，通过观察很多个不确定的现象来判定临界位置，但是经过计算之后发现，实验的误差并不大，比想象的其可能的误差要小得多。

雷诺实验装置说明书天津大学化工学院化工基础实验中心2003年2月目录一.实验装置的特点二.装置的主要技术数据及计算方法三.实验装置流程和实验方法四.实验数据及处理五.实验注意事项一. 实验装置的特点:能定性并且直观地观察到层流、过渡流、湍流等各种流型。

清晰地观察到流体在圆管内流动过程的速度分布。

二. 装置的主要技术数据及计算方法：实验管道有效长度: L＝600 mm外径: Do＝30 mm内径: Di＝24.5 mm孔板流量计孔板内径: do＝9.0 mm三. 实验装置流程和实验方法实验装置流程如图一所示。

1. 实验前的准备工作(1) 必要时调整红水细管4的位置,使它处于实验管道6的中心线上。

(2) 向红水储瓶 2 中加入适量的用水稀释过的红墨水。

(3) 关闭流量调节阀7,打开进水阀3,使自来水充满水槽,•并使其有一定的溢流量。

(4) 轻轻打开阀门7,让流体水缓慢流过实验管道。

使红水全部充满细管道中。

2. 雷诺实验的过程(1) 同上面的四.1.(3)。

(2) 同上面的四.1.(4)。

(3) 调节进水阀,维持尽可能小的溢流量。

(4) 缓慢地适当打开红水流量调节夹 ,即可看到当前水流量下实验管内水的流动状况（层流流动如下图二示）。

用孔板流量计可测得流体的流量并计算出雷诺准数。

图二、层流流动示意图(5) 因进水和溢流造成的震动,有时会使实验管道中的红水流束偏离管的中心线,或发生不同程度的左右摆动. 为此, 可突然暂时关闭进水阀3, 过一会儿之后即可看到实验管道中出现的与管中心线重合的红色直线。

(6) 增大进水阀3 的开度，在维持尽可能小的溢流量的情况下提高水的流量。

并同时根据实际情况适当调整红水流量,即可观测其他各种流量下实验管内的流动状况。

为部分消除进水和溢流造成的震动的影响,在滞流和过渡流状况的每一种流量下均可采用四. 2.(5)中讲的方法,突然暂时关闭进口阀 3 ,然后观察管内水的流动状况（过渡流、湍流流动如图三示）。