流体流型的观察与测定(包括误差分析及思考题答案)

流体流型的观察与测定首先，观察流体流型可以利用实验室中的设备进行。

比如，通过在流体中加入颜料或者荧光粉等物质，可以观察流体流动时的颜色和亮度变化，从而了解流体运动的特性。

此外，还可以利用流线管和涡流计等仪器来观察流体流动的线条和涡旋状况。

这些设备可以帮助我们直观地了解流体的流型。

其次，测定流体流型需要借助一些测量仪器和技术。

最常用的技术之一是测速仪器。

测速仪器可以用来测定流体流动的速度和方向，根据流体速度的分布可以得到流体流动的轨迹和流型。

其中，常见的测速仪器有激光多普勒测速仪、超声波测速仪和热线测速仪等。

这些仪器可以通过测量流体中流动粒子或者声波的频率和位移来计算出流体的速度和方向。

此外，还可以利用压力传感器和压力测量仪器来测定流体流型。

流体流动时的压力分布与流体的速度和方向有密切的关系，通过测量不同位置处的压力，并结合流场方程和质量守恒定律等基本理论，可以计算出流体的速度和流型。

一种常见的压力测量方法是利用测压法来确定流体流动的静压和动压。

此外，还可以利用摄影和高速摄像技术来观察和记录流体流型。

通过高速摄像机可以捕捉流体流动时的细微变化，比如湍流的形成和消失，从而对流体流型进行定量分析。

这种技术非常适用于研究高速流动和复杂流动现象。

最后，还可以借助数值模拟和计算流体力学方法来观察和测定流体流型。

数值模拟是利用计算机模拟流体流动的过程和行为，通过求解流体力学方程和边界条件，可以得到流体流动的速度、压力和流型等信息。

这种方法尤其适用于复杂的三维流动和非定常流动。

总之，流体流型的观察与测定是流体力学中重要的研究内容。

通过实验观察、测速仪器、压力测量、摄影和数值模拟等方法，我们可以了解和测定流体流动的速度、压力和流型等信息，从而深入研究流体力学的各个方面。

这些技术和方法在航空、水利、化工等领域有着广泛的应用和研究价值。

流体力学实验思考题解答（一）流体静力学实验1、 同一静止液体内的测压管水头线是根什么线？ 答：测压管水头指γpZ +，即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。

测压管水头线指测压管液面的连线。

从表1.1的实测数据或实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。

2、 当0<B p 时，试根据记录数据确定水箱的真空区域。

答：以当00<p 时，第2次B 点量测数据（表1.1）为例，此时06.0<-=cm p Bγ，相应容器的真空区域包括以下3三部分：（1）过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域，均为真空区域。

（2）同理，过箱顶小杯的液面作一水平面，测压管4中该平面以上的水体亦为真空区域。

（3）在测压管5中，自水面向下深度为0∇-∇=H AP γ的一段水注亦为真空区。

这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等，均为0∇-∇=H AP γ。

3、 若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定0γ。

答：最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度w h 和o h ，由式o o w w h h γγ=，从而求得o γ。

4、 如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响？答：设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细高度由下式计算γθσd h cos 4= 式中，σ为表面张力系数；γ为液体的容重；d 为测压管的内径；h 为毛细升高。

常温C t ︒=20）的水，mm dyn /28.7=σ或m N /073.0=σ，3/98.0mm dyn =γ。

水与玻璃的浸润角θ很小，可认为0.1cos =θ。

于是有dh 7.29= ()mm d h 单位均为、 一般说来，当玻璃测压管的内径大于10mm 时，毛细影响可略而不计。

化工原理实验思考题以及答案1.什么是判断流体流动类型的依据，它的计算式是什么？其在什么范围内为湍流，在什么范围内为层流？答：判断流体流动类型的依据是雷诺数，它的计算式是Re 当Re4000时，形成湍流，当Re≤20XX年时为层流。

2.在雷诺演示实验中，为什么要将顶上水槽内的液面维持恒定？答：为了保持水压稳定从而使流速稳定。

对于一定温度的流体，在特定的圆管内du , 流体在直圆管内流动时，流动，雷诺准数只与流速有关。

本实验是改变水在管内的速度，观察不同雷诺准数下流体流型的变化。

要想观察不同雷诺数下的流体类型，那么在某一雷诺准数下的流速要维持恒定。

假如顶上水槽的液面不断变化，那么管中流体的流速也会不断改变，无法达到实验要求。

所以，顶上水槽内的液面要维持恒定。

3.液液萃取实验的原理是什么？实验中塔高的计算方法是什么？答：液液萃取实验的原理是利用混合物中各个组分在外加溶剂中的溶解度的差异而实现组分分离的单元操作。

萃取塔的有效接触高度H HOR NOR NOR xF xRxm4.测定全回流和部分回流总板效率与单板效率时各需测几个参数？取样位置在何处？答：测定全回流总板效率要测定塔顶浓度和塔底浓度，分别在塔顶回流液处、塔底处取样；同时还应已知相平衡关系，全塔实际板数。

测定全回流单板效率要测定yn、yn+1、xn；分别取第n块塔板上下汽相样及第n块板降液管内的液样；同时还应已知相平衡关系。

5.筛板精馏塔实验中，查取进料液的汽化潜热时定性温度取何值？答：应取进料液的泡点温度作为定性温度。

6.过滤的基本原理是什么？影响过滤速度的主要因素有那些？答：过滤是以某种多孔物质为介质来处理悬浮液以达到固、液分离的一种操作过程，即在外力的作用下，悬浮液中的液体通过固体颗粒层（即滤渣层）及多孔介质的孔道而固体颗粒被截留下来形成滤渣层，从而实现固、液分离。

影响过滤速度的主要因素有压力差△p，滤饼厚度L，滤饼和悬浮液的性质、组成、特性，悬浮液温度，过滤介质的阻力等。

流体力学实验思考题解答（一）流体静力学实验1、 同一静止液体内的测压管水头线是根什么线？ 答：测压管水头指γpZ +，即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。

测压管水头线指测压管液面的连线。

从表1.1的实测数据或实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。

2、 当0<B p 时，试根据记录数据确定水箱的真空区域。

答：以当00<p 时，第2次B 点量测数据（表1.1）为例，此时06.0<-=cm p Bγ，相应容器的真空区域包括以下3三部分：（1）过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域，均为真空区域。

（2）同理，过箱顶小杯的液面作一水平面，测压管4中该平面以上的水体亦为真空区域。

（3）在测压管5中，自水面向下深度为0∇-∇=H AP γ的一段水注亦为真空区。

这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等，均为0∇-∇=H AP γ。

3、 若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定0γ。

答：最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度w h 和o h ，由式o o w w h h γγ=，从而求得o γ。

4、 如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响？答：设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细高度由下式计算式中，σ为表面张力系数；γ为液体的容重；d 为测压管的内径；h 为毛细升高。

常温（C t ︒=20）的水，mm dyn /28.7=σ或m N /073.0=σ，3/98.0mm dyn =γ。

水与玻璃的浸润角θ很小，可认为0.1cos =θ。

于是有一般说来，当玻璃测压管的内径大于10mm 时，毛细影响可略而不计。

另外，当水质不洁时，σ减小，毛细高度亦较净水小；当采用有机玻璃作测压管时，浸润角θ较大，其h 较普通玻璃管小。

部分思考题参考答案流速测定实验思考题1、直读式光电流速仪显示的流速值是质点流速还是空间点流速？答：空间点流速2、为什么每个测点要读三次读数，并取算术平均值？答：减小水体紊流脉动影响，提高实验精度。

3、为什么在使用光电传感器时要避免振动？答：振动会引起测针产生位移，损坏仪器。

流量测量实验思考题1、答：理想流体的h ∆比实际流体的小。

2、答：因为有水头损失存在。

体积法的精度高。

3、答：影响因素有εν,,,,21T d d 等，其中最为敏感的是21,d d能量方程（伯努利方程）实验1、答：总水头线总是沿程下降，而测压管水头线有时下降，有时升高，取决于管路中动能与势能的相互转化。

2、答：降低。

因为流量增大，速度变大，动能增大，相应的测压管水头减小。

3、答：测点2、3为恒定渐变流断面上两个测点，压强符合静水压强分布规律。

测点10，11为恒定急变流断面上两个测点，压强不符合静水压强分布规律。

不能取该断面列能量方程。

4、答：措施有：增大管径;减小流量;降低水箱水位。

水箱水位降低，则喉管处压强减小。

5、答：毕托管所测流速为探头对准点的速度，而不等于断面的平均速度，所以毕托管水面与总水头线略有差异，只有当测点距管壁0.12d 时，两速度才近似相等，误差才会较小。

动量方程实验1、答：原因：①调节水箱水位时，系统为非定常流动，未待系统稳定就开始读数，引起系统误差，②体积法测流量时，接水与计时存在偶然误差，③测压管读数误差2、答：无关。

因为此时所获得的力矩在沿x轴方向的投影为零，对沿x轴方向的动量力就没有影响3、答：若出流角度偏离90°角，会引起x轴方向上的动量分量不为零。

实验要求出流角度与入流角度成90°角。

所以出流角度对实验有影响。

沿程阻力系数测定实验1、答：对定常均匀流动，断面平均速度沿程不变，即两断面上动能相等，所以沿程损失等于测压管水头之差。

管道倾斜安装不影响实验结果。

2、答：管径、断面平均速度、水的密度和粘度、水体温度、管壁粗糙度。

精品文档实验流体流动阻力的测定1、进行测试系统的排气工作时，是否应关闭系统的出口阀门？为什么？答：在进行测试系统的排气时，不应关闭系统的出口阀门，因为出口阀门是排气的通道，若关闭，将无法排气，启动离心泵后会发生气缚现象，无法输送液体。

2、如何检验系统内的空气已经被排除干净？答：可通过观察离心泵进口处的真空表和出口处压力表的读数，在开机前若真空表和压力表的读数均为零，表明系统内的空气已排干净；若开机后真空表和压力表的读数为零，则表明，系统内的空气没排干净。

3、在U形压差计上装设“平衡阀”有何作用？在什么情况下它是开着的，又在什么情况下它应该关闭的？答：用来改变流经阀门的流动阻力以达到调节流量的目的，其作用对象是系统的阻力，平衡阀能够将新的水量按照设计计算的比例平衡分配，各支路同时按比例精品文档．精品文档增减，仍然满足当前气候需要下的部份负荷的流量需求，起到平衡的作用。

平衡阀在投运时是打开的，正常运行时是关闭的。

4、U行压差计的零位应如何校正？答：先打开平衡阀，关闭二个截止阀，即可U行压差计进行零点校验。

5、为什么本实验数据须在对数坐标纸上进行标绘？答：因为对数可以把乘、除变成加、减，用对数坐标既可以把大数变成小数，又可以把小数扩大取值范围，使坐标点更为集中清晰，作出来的图一目了然。

6、你在本实验中掌握了哪些测试流量、压强的方法，它们各有什么特点？答：测流量用转子流量计、测压强用U形管压差计，差压变送器。

转子流量计，随流量的大小，转子可以上、下浮动。

U形管压差计结构简单，使用方便、经济。

差压变送器，将压差转换成直流电流，直流电流由毫安表读得，再由已知的压差~电流回归式算出相应的压差，可测精品文档．精品文档大流量下的压强差。

实验离心泵特性曲线的测定1、离心泵启动前为什么要先灌水排气？本实验装置中的离心泵在安装上有何特点?答：为了防止打不上水、即气缚现象发生。

2、启动泵前为什么要先关闭出口阀，待启动后，再逐渐开大？而停泵时，也要先关闭出口阀？答：防止电机过载。

流体中流动阻力系数的测定思考题答案
1、如何检验测试系统内的空气已经被排除干净？若测压管道中存有气体将对测量带来什么影响？
答：实验开始前和结束后，都应关闭泵的出口阀，检查倒U型压差计各臂读数是否相同，如不相等，则测压系统中有气泡，需重新排气。

2.怎样排除管路系统中的空气？如何检验系统内的空气已经被排除干净？
答：启动离心泵用大流量水循环把残留在系统内的空气带走。

关闭出口阀后，
打开U形管顶部的阀门，利用空气压强使U形管两支管水往下降，当两支管液柱水平，证明系统中空气已被排除干净。

3.排气的目的？
答：为了排走管路中的气泡，防止对实验数据的测量造成误差。

4在不同设备（包括相对粗糙度相同而管径不同）、不同温下测定的λ-Re 数据能否关联在一条曲线上？
答：不一定，因为λ和Re与流体的密度和粘度有关。

密度与粘度与温度有关。

所以不一定呢能关联到同一条曲线上
5、以水作工作流体所测得的λ-Re关系能否适用于其他种类的牛顿型流体？为什么？
答：其他牛顿型流体的物理性质，如密度，黏度等和水不同，而λ、Re和密度，黏度有关，所以不适用于其他流体。

6.如果要增加雷诺数的范围，可采取那些措施？
答：更改管径，更改流体温度，从而更改流体的粘度和密度。

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流体力学实验思考题解答（一）流体静力学实验1、 同一静止液体内的测压管水头线是根什么线？ 答：测压管水头指γpZ +，即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。

测压管水头线指测压管液面的连线。

从表1.1的实测数据或实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。

2、 当0<B p 时，试根据记录数据确定水箱的真空区域。

答：以当00<p 时，第2次B 点量测数据（表1.1）为例，此时06.0<-=cm p Bγ，相应容器的真空区域包括以下3三部分：（1）过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域，均为真空区域。

（2）同理，过箱顶小杯的液面作一水平面，测压管4中该平面以上的水体亦为真空区域。

（3）在测压管5中，自水面向下深度为0∇-∇=H AP γ的一段水注亦为真空区。

这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等，均为0∇-∇=H A P γ。

3、 若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定0γ。

答：最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度w h 和o h ，由式o o w w h h γγ=，从而求得o γ。

4、 如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响？答：设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细高度由下式计算γθσd h cos 4= 式中，σ为表面张力系数；γ为液体的容重；d 为测压管的内径；h 为毛细升高。

常温（C t ︒=20）的水，mm dyn /28.7=σ或m N /073.0=σ，3/98.0mm dyn =γ。

水与玻璃的浸润角θ很小，可认为0.1cos =θ。

于是有dh 7.29= ()mm d h 单位均为、 一般说来，当玻璃测压管的内径大于10mm 时，毛细影响可略而不计。

实验二 流体流型观测及临界雷诺数的测定一.实验数据记录1.实验设备基本参数： 试验导管内径d=Φ23mm转子流量计 公称通径=25mm2.实验数据记录：二1.查表知18℃水的相关物理参数如下： 密度ρ= m 3 黏度μ=2-⋅⋅m s mN2.数据处理17.88)898885908988(61616111=+++++==∑=ii Q Q L ·h -1 33.188)208181180191190180(61616222=+++++==∑=i i Q Q L ·h -1由u d Q 24π=,μρdu =Re 知，dQ μπρ4Re =代入数据得：12821023100559.136005.9981017.884Re 3331332=⨯⨯⨯⋅⋅⨯⨯⋅⨯⋅⨯⨯=------mm s N m kg s m π下27381023100559.136005.9981033.1884Re 3233133=⨯⨯⨯⋅⋅⨯⨯⋅⨯⋅⨯⨯=------mm s N m kg s m π上三.实验误差分析Re 文献理论值： 下临界值为下Re =2000，上限临界值为上Re =4000 实验产生误差的主要原因：1.实验中未调节红墨水流量。

红墨水的注射速度应与主体流速相随，随水流速增加，需相应增加红墨水的注射流量。

这是实验产生误差的主要原因。

2.每次调节后，都要等到流动型态稳定后，再记录数据，这是实验产生误差的一个重要原因。

3.由于个人对流体流型的判断差异，也是实验产生误差的主要原因。

4.实验前未对转子流量计进行标定，由于转子流量计具有恒压差，需进行系统读数校正，这也是引起读数误差的一个主要原因。

5.稳压水槽中的溢流水量，随着操作流量的改变需相应调节，既不能让水位下降亦不能发生泛滥。

稳压水槽中的水位变化会使流速不稳定也会产生一定误差。

6.实验中碰撞设备，操作应轻巧缓慢，大声说话等都会干扰流体的稳定状态。

流体力学实验思考题解答（一）流体静力学实验1、 同一静止液体内的测压管水头线是根什么线？ 答：测压管水头指γpZ +，即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。

测压管水头线指测压管液面的连线。

从表1.1的实测数据或实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。

2、 当0<B p 时，试根据记录数据确定水箱的真空区域。

答：以当00<p 时，第2次B 点量测数据（表1.1）为例，此时06.0<-=cm p Bγ，相应容器的真空区域包括以下3三部分：（1）过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域，均为真空区域。

（2）同理，过箱顶小杯的液面作一水平面，测压管4中该平面以上的水体亦为真空区域。

（3）在测压管5中，自水面向下深度为0∇-∇=H AP γ的一段水注亦为真空区。

这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等，均为0∇-∇=H AP γ。

3、 若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定0γ。

答：最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度w h 和o h ，由式o o w w h h γγ=，从而求得o γ。

4、 如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响？答：设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细高度由下式计算γθσd h cos 4= 式中，σ为表面张力系数；γ为液体的容重；d 为测压管的内径；h 为毛细升高。

常温（C t ︒=20）的水，mm dyn /28.7=σ或m N /073.0=σ，3/98.0mm dyn =γ。

水与玻璃的浸润角θ很小，可认为0.1cos =θ。

于是有dh 7.29= ()mm d h 单位均为、 一般说来，当玻璃测压管的内径大于10mm 时，毛细影响可略而不计。

实验一:流体流动形态的观察与测定1、影响流体流动型态的因素有哪些?主要有流体的物理性质如密度、粘度、流速和流体的温度，管子的直径、形状和粗糙度等。

２、如果管子不是透明的,不能直接观察来判断管中的流体流动型态，你认为可以用什么办法来判断？可通过测试流体的流量求出其平均流速，然后求出Ｒe,根据Re 的大小范围来判断。

３、有人说可以只用流速来判断管中流体流动型态,流速低于某一具体数值时是层流,否则是湍流，你认为这种看法对否？在什么条件下可以由流速的数值来判断流动型态？这种看法不确切，因为只有管子的尺寸和流体的基本形状确定不变的情况下，此时Re 的大小只与流速有关,可以直接采用流速来判断。

实验二 柏努利方程实验1、 关闭阀A ，各测压管旋转时，液位高度有无变化?这一现象说明什么? 这一高度的物理意义又是什么？ 关闭阀A,各测压管旋转时,液位高度无变化;液位高度代表各测压点的总能量，即位压头、静压头之和，这一现象说明，流速为0,各点总能量不变，守恒.2、 点４的静压头为什么比点3大？点3的位置较点4高一些，即H ３位>H 4位,两点的总压头相等, Ｈ3静＜H 4静3、在测压孔正对水流方向时，各测压管的液位高度的物理意义是什么?流体流动时的总压头=静压头+动压头＋位压头4、为什么对同一点H >H '？为什么距离水槽越远,（H-H ')的差值越大?这一差值的物理意义是什么？Ｈ 代表阀门关闭时（u=0）时的液位高度,即为该测压点的总压头,为高位槽的高度H ０(基准面的总压头),H’为阀门打开时(u>０）时测压孔正对水流方向的液位高度，H‘=静压头+动压头+位压头，由于流体的流动产生一定的阻力损失H ｆ,造成总压头的降低，因此Ｈ＞Ｈ’。

H-H ’=H ｆ，即为损失压头，阻力损失与管子的长度成正比，因此距离水槽越远，（H-H ')的差值越大。

５、测压孔正对水流方向，开大阀A 流速增大,动压头增大，为什么测压管的液位反而下降？测压孔正对水流方向，Ｈ”＝静压头＋动压头+位压头＝Ｈ0-H f ,开大阀Ａ流速增大，动压头增加,由于Ｈf 与流速的平方成正比，流速增加，H f 增加，即部分静压头转化为阻力损失，H 0(基准面的总压头)不变时,测压点总压头减少，测压管的液位反而下降．6、将测压孔由正对水流方向转至与水流方向垂直，为什么各测压管液位下降？ 下降的液位代表什么压头?1、3两点及2、３两点下降的液位是否相等?这一现象说明什么?测压孔正对水流方向,H”＝静压头＋动压头+位压头;将测压孔与水流方向垂直,H”’=静压头+位压头, 测压管液位下降。

食品工程原理流体力学综合实验思考题答案汇总（河南工业大学粮油食品）1、实验中冷流体和蒸汽的流向，对传热效果有何影响?答：无影响。

因为Q=αA△tm，不论冷流体和蒸汽是迸流还是逆流流动，由于蒸汽的温度不变，故△tm不变，而α和A不受冷流体和蒸汽的流向的影响，所以传热效果不变2、在计算空气质量流量时所用到的密度值与求雷诺数时的密度值是否一致？它们分别表示什么位置的密度，应在什么条件下进行计算。

答：不一致。

计算空气质量流量时所用到的密度值是冷流体进口温度下对应的密度；求雷诺数时的密度值时是冷流体进出口算术平均温度对应的密度。

3、实验过程中，冷凝水不及时排走，会产生什么影响？如何及时排走冷凝水？如果采用不同压强的蒸汽进行实验，对α关联式有何影响？答：冷凝水不及时排走，附着在管外壁上，增加了一项热阻，降低了传热速率。

在外管最低处设置排水口，若压力表晃动，则及时打开排冷凝水阀门，让蒸汽压力把管道中的冷凝水带走在不同压强下测试得到的数据，将会对α产生影响，因为PV=nRT，P与V 是变量，P变化后T也随之改变，T改变后，蒸汽进口处的温度就会改变，△tm也会改变1．在对装置做排气工作时，是否一定要关闭流程尾部的出口阀?为什么?答可以不关闭，因为流量调节阀的作用是调节流量的平衡的，避免压缩空气出现大的波动2．为什么排气？如何检测管路中的空气已经被排除干净?答：若测压管内存有气体，在测量压强时，水柱因含气泡而虚高，使压强测得不准确。

排气后的测压管一端通静止的小水箱中（此小水箱可用有透明的机玻璃制作，以便看到箱内的水面），装有玻璃管的另一端抬高到与水箱水面略高些，静止后看液面是否与水箱中的水面齐平，齐平则表示排气已干净3．以水做介质所测得的λ～Re关系能否适用于其它流体?如何应用?答：可以用于牛顿流体的类比，牛顿流体的本构关系一致。

应该是类似平行的曲线，但雷诺数本身并不是十分准确，建议取中间段曲线，不要用两边端数据。

流体力学课程实验思考题解答（一）流体静力学实验1、 同一静止液体内的测压管水头线是根什么线？ 答：测压管水头指γpZ +，即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。

测压管水头线指测压管液面的连线。

从表1.1的实测数据或实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。

2、 当0<B p 时，试根据记录数据确定水箱的真空区域。

答：以当00<p 时，第2次B 点量测数据（表1.1）为例，此时06.0<-=cm p Bγ，相应容器的真空区域包括以下3三部分：（1）过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域，均为真空区域。

（2）同理，过箱顶小杯的液面作一水平面，测压管4中该平面以上的水体亦为真空区域。

（3）在测压管5中，自水面向下深度为0∇-∇=H A P γ的一段水注亦为真空区。

这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等，均为0∇-∇=H AP γ。

3、 若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定0γ。

答：最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度w h 和o h ，由式o o w w h h γγ=，从而求得o γ。

4、 如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响？答：设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细高度由下式计算γθσd h cos 4= 式中，σ为表面张力系数；γ为液体的容重；d 为测压管的内径；h 为毛细升高。

常温（C t ︒=20）的水，mm dyn /28.7=σ或m N /073.0=σ，3/98.0mm dyn =γ。

水与玻璃的浸润角θ很小，可认为0.1cos =θ。

于是有 dh 7.29= ()mm d h 单位均为、 一般说来，当玻璃测压管的内径大于10mm 时，毛细影响可略而不计。

流体力学实验思考题解答（一）流体静力学实验1、 同一静止液体内的测压管水头线是根什么线？ 答：测压管水头指γpZ +，即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。

测压管水头线指测压管液面的连线。

从表1.1的实测数据或实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。

2、 当0<B p 时，试根据记录数据确定水箱的真空区域。

答：以当00<p 时，第2次B 点量测数据（表1.1）为例，此时06.0<-=cm p Bγ，相应容器的真空区域包括以下3三部分：（1）过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域，均为真空区域。

（2）同理，过箱顶小杯的液面作一水平面，测压管4中该平面以上的水体亦为真空区域。

（3）在测压管5中，自水面向下深度为0∇-∇=H AP γ的一段水注亦为真空区。

这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等，均为0∇-∇=H AP γ。

3、 若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定0γ。

答：最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度w h 和o h ，由式o o w w h h γγ=，从而求得o γ。

4、 如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响？答：设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细高度由下式计算式中，σ为表面张力系数；γ为液体的容重；d 为测压管的内径；h 为毛细升高。

常温（C t ︒=20）的水，mm dyn /28.7=σ或m N /073.0=σ，3/98.0mm dyn =γ。

水与玻璃的浸润角θ很小，可认为0.1cos =θ。

于是有一般说来，当玻璃测压管的内径大于10mm 时，毛细影响可略而不计。

另外，当水质不洁时，σ减小，毛细高度亦较净水小；当采用有机玻璃作测压管时，浸润角θ较大，其h 较普通玻璃管小。

流体力学课程实验思考题解答（一）流体静力学实验1、 同一静止液体内的测压管水头线是根什么线 答：测压管水头指γpZ +，即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。

测压管水头线指测压管液面的连线。

从表的实测数据或实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。

2、 当0<B p 时，试根据记录数据确定水箱的真空区域。

答：以当00<p 时，第2次B 点量测数据（表）为例，此时06.0<-=cm p Bγ，相应容器的真空区域包括以下3三部分：（1）过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域，均为真空区域。

（2）同理，过箱顶小杯的液面作一水平面，测压管4中该平面以上的水体亦为真空区域。

（3）在测压管5中，自水面向下深度为0∇-∇=H AP γ的一段水注亦为真空区。

这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等，均为0∇-∇=H AP γ。

3、 若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定0γ。

答：最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度w h 和o h ，由式o o w w h h γγ=，从而求得o γ。

4、 如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响答：设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细高度由下式计算γθσd h cos 4=式中，σ为表面张力系数；γ为液体的容重；d 为测压管的内径；h 为毛细升高。

常温（C t ︒=20）的水，mm dyn /28.7=σ或m N /073.0=σ，3/98.0mm dyn =γ。

水与玻璃的浸润角θ很小，可认为0.1cos =θ。

于是有dh 7.29=()mm d h 单位均为、 一般说来，当玻璃测压管的内径大于10mm 时，毛细影响可略而不计。

化工基础实验思考题答案实验一流体流动过程中的能量变化1、实验为什么要使高位水槽的水保持溢流？答：保持溢流可使流体稳定流动，便于读数，同时伯努利方程只在流体稳定流动时才适用。

2、操作本实验装置应主意什么？答：1）开启电源之前，向泵中灌水2）高位水槽水箱的水要保持溢流3）赶尽玻璃管中气泡4）读数时多取几组值，取平均值实验二流体流动形态的观察与测定1、在实验中测定的雷诺数与流动形态的关系如何？如果出现理论与实际的偏差，请分析理由答：1）层流时，理论与实际符合2）过渡流测量值与理论值稍有偏差偏差分析：（1）孔板流量计的影响（2）未能连续保持溢流（3）示踪管未在管中心（4）示踪剂流速与水的流速不一致2、本实验中的主意事项有那些？答:(1)保持溢流（2）玻璃管不宜过长（3）示踪管在中心实验三节流式流量计性能测定实验1、你的实验结果可以得到什么结论？答：流速较大或较小时，流量系数C并不稳定，所以性能并不很好2、实验中为什么适用倒置U型管？答：倒置的U形管作压差计，采用空气作指示液，无需重新装入指示液，使用方便实验四连续流动反应器实验流程图1、测定停留时间分布函数的方法有哪几种？本实验采用的是哪种方法？答：脉冲法、阶跃法、周期示踪法和随机输入示踪法。

本实验采用脉冲示踪法。

2、模型参数与实验中反应釜的个数有何不同，为什么？答：模型参数N的数值可检验理想流动反应器和度量非理想流动反应器的返混程度。

当实验测得模型参数N值与实际反应器的釜数相近时，则该反应器达到了理想的全混流模型。

若实际反应器的流动状况偏离了理想流动模型，则可用多级全混流模型来模拟其返混情况，用其模型参数N值来定量表征返混程度。

3、实验中可测得反应器出口示踪剂浓度和时间的关系曲线图，此曲线下的面积有何意义？答：一定时间内示踪剂的总浓度。

4、在多釜串联实验中，为什么要在流体流量和转速稳定一段时间后才能开始实验？答：为使三个反应釜均能达到平衡。

实验五换热器传热系数的测定1、实验误差主要来源那几个方面？答：1）读数不稳定2）换热器保温效果差3）换热器使用久了，污垢较厚，热流量值下降2、强化列管式换热器换热效果，可以采取那些措施？答：改变冷流体的流量，实验结果不是完全相同，冷流体流量越大，k值越大。

实验一 流体流动形态的观察与测定（雷诺实验）一、实验目的：1、实际观察流体在管内作层流、湍流流动时的流动形态，并观察层流和湍流时的速度分布形式。

2、确立雷诺准数与层流和湍流的联系，并测出临界雷诺准数的大小。

3、初步掌握流动形态对化工过程的影响。

二、实验原理的说明：1、液体作滞流流动时，其质点作直线运动，且互相平行；湍流时质点紊乱地向各个方向作不规则运动，但流体的主体向一定的方向流动。

2、利用少量的带色指示液加入透明的玻璃管中，即通过指示液的流动形态来确定管道中流体的流动形态。

3、雷诺准数是确定流体流动类型的准数。

若流体在圆形管子内流动，则雷诺准数用下式表示。

μρμρ⋅⋅⋅=⋅⋅=s d V d u S Re 式中：d －管子内径[m]； s －管子的横截面积[m 2]； u －管内流速[m/s]； ρ－流体密度[kg/m 3]； μ－流体粘度[Pas]；Vs －流体的流量[m 3/s]对于一定温度的流体，在特定的圆管内流动，雷诺准数（Re)仅与流速有关。

改变流量，即可改变流速，也可改变流动的形态。

当流体的流动形态由层流转变为过渡流或湍流时，其雷诺准数即为临界雷诺准数；而其流速即是临界流速。

当管内流速高于临界值时，即有可能转变为湍流。

三、设备及流程说明实验装置如图所示，图中大槽为水槽，试验时水即由此进入玻璃管(玻璃管系观察流体流动的形态和层流时导管中流速分布之用)。

槽内之水由自来水管供给，水量由阀A 调节，槽内设有进水稳流袭置及溢流箱。

用以维持平稳而又恒定的液面，多余之水由溢流管排入水沟。

试验时打开阀C ，水即由高位槽进入玻璃管，经转子流量计后，排向排水管，可用C 阀调节水量，流量由转子流量计测出。

高位墨水瓶供贮存墨水之用，墨水由此经阀B 流入玻璃管，阀B 即墨水量的调节阀。

四、实验步骤1、检查水箱5中是否有水，高位墨水瓶中是否有沉淀；转子流量计中转子是否在下部，针孔有无堵塞。

在测试时，必须保证有溢流现象．2、观摩层流、湍流流动形态和层流、湍流时的速度分布。