实验七-雷诺实验讲课讲稿

雷诺实验一、实验目的1、观察液体在圆管中流动时的层流和紊流现象，区分其流动特征及转换情况，加深对层流、紊流形态的感性认识和对雷诺数的理解。

2、测定颜色水在管中不同状态下的雷诺数Re二、实验原理液体的两种不同流态及其条件液体在管道中流动，当流速不同时，会呈现两种不同的流态：层流和紊流。

当流速较小时，管中液体质点以平行而互不混掺的方式作直线运动，这种流动形态称为层流；随着流速的增大，液体形成的直线逐渐变得颤动、弯曲，但仍能保持线状运动；流速继续增大，液体的流动开始变得没有固定的形态，液体质点互相混掺和碰撞，向四周扩散，使全管水流着色，这种流动形态成为紊流。

它们的区别在于：流动过程中液体层之间是否发生混掺现象。

圆管中恒定流动的流态转化取决于雷诺数：νVdR e =式中，V ——断面平均流速，m 3/sd ——圆管直径ν——液体的运动粘滞系数，m 2/s当Re ＜Re c （下临界雷诺数）时为层流状态，Re c =2300；当Re ＞'c Re （上临界雷诺数）时为紊流状态，Re c 在4000～12000之间。

三、实验步骤（1）认真阅读实验目的要求，实验原理和注意事项。

(2) 熟悉仪器，核对设备编号，记录管径，水温等有关常数。

(3) 打开供水开关，使水箱充水，待水箱溢流后，关闭阀门，检查测压管液面是否齐平，若不平则须进行排气调平（多开关几次排走气泡）。

（4）观察流动状态：将阀门微微打开，待水流稳定后，打开装有颜色水的容器开关，使颜色水注入水流。

当颜色水在试验圆管中呈现一条稳定的直线时，此时管内即为层流流态。

然后逐渐开大阀门，增大流量，这时颜色水开始颤动、弯曲，并逐渐扩散，当扩散至全管，水流紊乱到看不清流线时，这便是紊流状态。

（5）将阀门开至最大，然后逐步关小阀门，使管内流量逐步减少；每改变一次流量，均需等待2～3min ，待水流平稳后，测定每次的流量、水温和1，2两段面间的水头损失(即测压管读数之差)。

雷诺实验实验报告书
《雷诺实验实验报告书》
实验目的：通过雷诺实验，研究流体在管道中的流动规律，探讨雷诺数与流体
流速、管道直径之间的关系。

实验原理：雷诺实验是通过在管道中流动的流体，根据雷诺数的大小，来判断
流体的流动状态。

雷诺数的大小与流体的流速、管道直径有关，当雷诺数小于
一定值时，流体呈现层流状态；当雷诺数大于一定值时，流体呈现湍流状态。

实验装置：实验装置主要包括水泵、水箱、流量计、管道等。

实验步骤：
1. 将实验装置搭建好，并保证各个部件连接紧密，无漏水现象。

2. 调节水泵的流量，使得流速适中。

3. 开启水泵，让流体通过管道流动。

4. 使用流量计测量流体的流速。

5. 根据测得的数据，计算雷诺数。

6. 根据实验结果，绘制雷诺数与流速、管道直径的关系曲线。

实验结果与分析：通过实验测得的数据，我们得出了雷诺数与流速、管道直径
之间的关系曲线。

实验结果表明，当雷诺数小于一定值时，流体呈现层流状态；当雷诺数大于一定值时，流体呈现湍流状态。

同时，我们还发现了雷诺数与流速、管道直径之间的定量关系，这为我们进一步研究流体流动规律提供了重要
的参考。

结论：通过雷诺实验，我们成功地研究了流体在管道中的流动规律，探讨了雷
诺数与流速、管道直径之间的关系。

实验结果对于工程领域的流体传输、管道
设计等具有一定的指导意义。

总结：雷诺实验是研究流体流动规律的重要手段，通过实验我们可以深入了解流体的流动状态，为工程实践提供重要的参考依据。

希望通过本次实验，能够对流体力学有所了解，为今后的研究和工作提供帮助。

实验一 雷诺实验一、实验目的1、建立滞流和湍流两种流动形态感性认识。

2、滞流时导管中的流速分布。

二、实验原理雷诺揭示了重要的流体流动机理，即根据流速的大小,流体有滞流（层流）和湍流（紊流）两种不同的形态。

滞流时，流体流速较小，流体质点只沿流动方向作一维的运动，各质点运动互相平行，不同流体层间的质点彼此不发生穿插混合。

湍流时，流体质点向各个方向作不规则运动，但流体主体仍向某一规定方向流动。

判定流体类型的准数称为雷诺准数，以Re 表示。

圆直管中，Re ＜2000时属于层流；Re ＞4000时则属于湍流。

Re 在2000至4000之间时，流动处于一种过渡状态，可能为层流，也可能为湍流，或是二者交替出现，为外界条件所左右。

一般情况下把滞流变为湍流的临界情况的Re 称为上临界Re 数。

而把由湍流变为滞流的临界情况的Re 称为下临界Re 数。

二者一般是不相等的。

Re 以下式表示：μρdu =Re 。

因为流体的粘度和密度与流体的温度有关，所以在测定Re 数的过程中，还必须知道流体的温度，流体在管道内流动，若已知d 、ρ、μ，则测定出由滞流变为湍流时的临界速度即可计算出临界雷诺数Re 的值。

实验观察过程中，影响流动状态的因素很多，入口条件、有无振动现象、流量计调节速度快慢等都会对流体流动造成影响。

流体进入圆管，以均匀一致的速度u 流动，由于流体粘性的影响，相邻的流体层间产生摩擦力，使流体流动速度发生变化，在垂直流体流动方向产生速度梯度du/dy ，从而形成速度分布。

层流时速度分布为抛物线，湍流时则为指数曲线（顶部较平坦）。

实验时，通过红墨水示踪，即可观察到不同的流动型态。

三、实验装置实验时水由高位水箱进入实验玻璃管，水量由阀控制，箱内设有进水稳流装置及溢流装置，以维持液面平稳恒定，多余的水由溢流管排出，以保证C阀开度不变时通过实验管的水流量不变，即稳定流动。

四、实验步骤1、通过进水管将水不断注入水箱，由溢流口将过多的水流出，保持水位恒定。

实验一、雷诺实验一、实验目的1.了解管内流体质点的运动方式，认识不同流动形态的特点，掌握判别流型的准则。

2.观察圆直管内流体作层流、过渡流、湍流的流动型态。

观察流体层流流动的速度分布。

二、实验内容1. 以红墨水为示踪剂，观察圆直玻璃管内水为工作流体时，流体作层流、过渡流、湍流时的各种流动型态。

2.观察流体在圆直玻璃管内作层流流动的速度分布。

三、实验装置实验装置流程如图1-1所示。

图1-1 雷诺实验装置1 溢流管；2 墨水瓶；3 进水阀；4示踪剂注入管5水箱；6 水平玻璃管；7 流量调节阀实验管道有效长度: 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四、实验步骤1. 实验前的准备工作(1) 实验前应仔细调整示踪剂注入管4的位置，使其处于实验管道6的中心线上。

(2) 向红墨水储瓶2 中加入适量稀释过的红墨水，作为实验用的示踪剂。

(3) 关闭流量调节阀7，打开进水阀3，使水充满水槽并有一定的溢流，以保证水槽内的液位恒定。

(4) 排除红墨水注入管4中的气泡，使红墨水全部充满细管道中。

2. 雷诺实验过程(1) 调节进水阀，维持尽可能小的溢流量。

轻轻打开阀门7，让水缓慢流过实验管道。

(2) 缓慢且适量地打开红墨水流量调节阀，即可看到当前水流量下实验管内水的流动状况（层流流动如图1-2所示）。

用体积法（秒表计量时间、量筒测量出水体积）可测得水的流量并计算出雷诺准数。

因进水和溢流造成的震动，有时会使实验管道中的红墨水流束偏离管的中心线或发生不同程度的摆动；此时, 可暂时关闭进水阀3，过一会儿，即可看到红墨水流束会重新回到实验管道的中心线。

图1-2层流流动示意图(3) 逐步增大进水阀3和流量调节阀7的开度，在维持尽可能小的溢流量的情况下提高实验管道中的水流量，观察实验管道内水的流动状况（过渡流、湍流流动如图1-3所示）。

同时，用体积法测定流量并计算出雷诺准数。

雷诺演示实验实验报告实验报告：雷诺演示实验一、实验目的：1. 通过雷诺演示实验了解流体的层流和湍流的特性。

2. 观察不同雷诺数下流体流动的形态和性质。

3. 探究不同因素对流动状态的影响。

二、实验原理：雷诺数（Reynolds number）是描述流体流动的重要无量纲参数，定义为流体的惯性力与粘性力的比值。

雷诺数越大，流体就越容易产生湍流；雷诺数越小，流体流动更趋向于层流。

三、实验仪器和材料：1. 雷诺演示实验装置：包括流量调节阀、流量计、直管道、水槽等。

2. 水。

四、实验步骤：1. 打开水龙头，调节流量调节阀使水流经过流量计流入直管道。

2. 观察水流的形态和性质，记录水流的雷诺数。

3. 逐渐调节水流量，重复步骤2，记录不同流量下的雷诺数。

4. 改变直管道的直径，重复步骤2和3，记录不同直径下的雷诺数。

五、实验结果分析：在实验过程中，观察到不同雷诺数下流体的流动形态发生了变化。

当雷诺数较小时，流体流动趋向于层流，流线整齐、平行；当雷诺数增大时，流体流动趋向于湍流，出现涡流、乱流等现象。

实验中发现，当流量增加时，雷诺数也随之增加，流动状态从层流逐渐过渡到湍流。

这表明流体流动趋向于湍流与流量大小有关，流量增加会增大流体的惯性力，促使流体产生湍流。

另外，实验还发现，当直管道的直径减小时，雷诺数也随之减小，流动状态从湍流逐渐过渡到层流。

这说明直管道内部流体的速度变化较小，层流较为稳定。

通过实验结果分析，我们可以得出结论：1. 流体的流动趋向于湍流与流量的大小有关，流量增加会增大流体的惯性力，促使流体产生湍流。

2. 流体的流动趋向于层流与直管道内部的速度变化有关，直管道内部速度变化较小时，层流较为稳定。

六、实验总结：通过本次雷诺演示实验，我们深入了解到了流体的层流和湍流的特性以及雷诺数的概念和意义。

实验结果表明，雷诺数是描述流体流动状态的重要参数，在不同流量和直径条件下，流体流动的性质和形态会发生明显的变化。

雷诺实验实验报告姓名：史亮班级：9131011403学号：913101140327第4章 雷诺实验4.1 实验目的1) 观察层流、紊流的流态及流体由层流变紊流、紊流变层流时的水利特征。

2) 测定临界雷诺数，掌握园管流态判别准则。

3) 学习应用量纲分析法进行实验研究的方法，了解其实用意义。

4.2 实验装置雷诺实验装置见图4.1。

图4.1 雷诺实验装置图说明：本实验装置由供水水箱及恒压水箱、实验管道、有色水及水管、实验台、流量调节阀等组成，有色水经有色水管注入实验管道中心，随管道中流动的水一起流动，观察有色水线形态判别流态。

专用有色水可自行消色。

4.3 实验原理流体流动存在层流和紊流两种不同的流态，二者的阻力性质不相同。

当流量调节阀旋到一定位置后，实验管道内的水流以流速v 流动，观察有色水形态，如果有色水形态是稳定直线，则圆管内流态是层流，如果有色水完全散开，则圆管内流态是紊流。

而定量判别流体的流态可依据雷诺数的大小来判定。

经典雷诺实验得到的下临界值为2320，工程实际中可依据雷诺数是否小于2000来判定流动是否处于层流状态。

圆管流动雷诺数：e R KQ d Qvd vd ====νπνμρ4 （4.1） 式中：ρ──流体密度，kg/cm 3；v ──流体在管道中的平均流速，cm/s ；d ──管道内径，cm ； μ──动力粘度，Pa •s ；ν──运动粘度，ρμν=，cm 2/s ； Q ──流量，cm 3/s ；K ──常数，νπd K 4=，s/cm 3。

4.4 实验方法与步骤1) 记录及计算有关常数。

管径 d = 1.37 cm, 水温 t = 14.8 ℃ 水的运动粘度 ν=2000221.00337.0101775.0tt ++= 0.01147 cm 2/s 常数 νπd K 4== 81.03 s/cm 3 2) 观察两种流态。

滚动有色水塑料管上止水夹滚轮，使有色水流出，同时，打开水箱开关，使水箱充满水至溢流，待实验管道充满水后，反复开启流量调节阀，使管道内气泡排净后开始观察两种流态。

雷诺实验一、实验背景1883年，雷诺通过实验发现到液流中存在着层流和湍流两种流态：流速较小时，水流有条不紊的呈现层状有序的直线运动，流层间没有质点掺混，这种流态称为层流；当流速增大时，流体质点做杂乱无章的无序的运动，流层间质点掺混，这种流态称为湍流。

雷诺实验还发现存在着湍流转变为层流的临界流速0V ，而0V 又与流体的粘性，圆管的直径d 有关。

若要判别流态，就要确定各种情况下的0V 值。

雷诺运用量纲分析的原理，对这些相关因素的不同量值作出排列组合再分别进行实验研究，得出了无量纲数——雷诺数e R ，以此作为层流与紊流的判别依据，使复杂问题得以简化。

经反复测试，雷诺得出圆管流动的下临界雷诺数值为2320，工程上，一般取之为2000。

当e R <2320时，管中流态为层流，反之，则为湍流。

雷诺简介奥斯本 雷诺（Osborne Reynolds)，英国力学家、物理学家和工程师。

1842年8月23日生于北爱尔兰的贝尔法斯特，1912年2月21日卒于萨默塞特的沃切特。

1867年毕业于剑桥大学王后学院。

1868年出任曼彻斯特欧文学院（以后改名为维多利亚大学）的首席工程学教授，1877年当选为皇家学会会员，1888年获皇家勋章，1905年因健康原因退休。

他是一位杰出的实验科学家，由于欧文学院最初没有实验室，因此他的许多早期试验都是在家里进行的。

他于1883年发表了一篇经典性论文──《决定水流为直线或曲线运动的条件以及在平行水槽中的阻力定律的探讨》。

这篇文章以实验结果说明水流分为层流与紊流两种形态，并提出以无量纲数Re （后称为雷诺数）作为判别两种流态的标准。

他还于1886年提出轴承的润滑理论，1895年在湍流中引入有关应力的概念。

雷诺兴趣广泛，一生著述很多，其中近70篇论文都有很深远的影响。

这些论文研究的内容包括力学、热力学、电学、航空学、蒸汽机特性等。

他的成果曾汇编成《雷诺力学和物理学课题论文集》两卷。