流体流型的观察与测定(包括误差分析及思考题答案)

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= 23mm

转子流量计 公称通径=25mm

2.实验数据记录：

二.1.查表知18℃水的相关物理参数如下：

2

密度 = 998.5kg/m3 黏度 =1.0559mN s m

2.数据处理

161

Q1 Q1i (88 89 90 85 88 89) 88.17L·h

6i 16

Q2

1 6

6

-1

i 2

Q2i (180 190 191 180 181 208) 188.33L·h

d2u,Re

4Q du

知，Re

d

1

6

-1

由Q

4

代入数据得：

4 88.17 10 3m3 s 1 998.5kg m 3

Re下 1282 3 3 2

3600 1.0559 10N s m 23 10m

4 188.33 10 3m3 s 1 998.5kg m 3

Re上 2738 3 2 3

3600 1.0559 10N s m 23 10m

三.实验误差分析

Re文献理论值： 下临界值为Re下=2000，上限临界值为Re上=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。 7.实验中未检查针头。针头位置应与液体流速平行且应位于管轴线上方为佳。

四.思考题

1．雷诺数的物理意义是什么？

答：雷诺数的物理意义是表征惯性力与黏性力之比。惯性力加剧湍动，黏性力拟制湍动。若流体的流速大或黏度小，Re便大，表示惯性力占主导地位；雷诺数愈大，湍动程度愈激烈。若流体的速度小或黏度大，Re便小，小到临界值以下，则黏性力占主导地位。 2．有人说可以只用流体的速度来判断管中流体的流动形态，当流速低于某一具体数值是层流，否则是湍流，你认为这种看法对否,在什么条件下可以用流速来判断流体的流动形态？ 答：不对。Re f d,u, , ，仅通过流体的速度来判断流体流型是不合理的。 只有对某一确定的流体，在相同的条件下，在一定的管径内流动时，才可以用流速u来判断流体的流动形态。

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