雷诺实验报告数据处理.docx

为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划雷诺实验报告数据处理　　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,s　　D——圆管直径,mm　　?——流体的运动粘度,m2　　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　　??((?10?3?(T?12)?)?(T?12)?)?10?6　　式中?——水在t?C时的运动粘度，m2s；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Re2320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=XX　　5、实际流体的流动之所以会呈现出两种不同的型态是扰动因素与粘性稳定作用之间对比和抗衡的结果针对圆管中定常流动的情况，容易理解：减小D，减小?，加大v三种途径都是有利于流动稳定的综合起来看，小雷诺数流动趋于稳定，而大雷诺数流动稳定性差，容易发生紊流现象　　6、由于两种流态的流场结构和动力特性存在很大的区别，对它们加以判别并分别讨论是十分必要的。

圆管中恒定流动的流态为层流时，沿程水头损失与平均流速成正比，而紊流时则与平均流速的～次方成正比，如图2所示　　7　　图1　　三、实验装置　　四、实验数据分析　　有关常数：管径d＝30mm，水温T＝27℃，　　运动粘性系数：v＝?10?7m2/s　　表1数据记录表格　　注：颜色水形态指：稳定直线，稳定略弯曲，直线摆动，直线抖动，断续，完全散开等　　三次测量取平均值，可得下临界雷诺数为Re?2200,与公认值Re?2300相比，可得误差为　　??　　2300?2200　　?100%?%　　2300　　五、误差分析　　运动粘度偏差公式　　???　　??　　*?T?[(2T?24)**10^(?3)?]*10^(?6)*?T?T　　求得水流的运动粘度的偏差为：　　??=[(2*27?24)**10^(?3)?]*10^(?6)*??10?6m2/s　　即：???10?6??10?6m2/s　　由流量公式：?Q?　　?Q　　??t?t　　由流量公式：Q=A*v可求得：流速公式为：v=Q/A=4Q/(πD2)　　雷诺数公式为：Re=4Q/(πDν)雷诺数的偏差公式为：　　?Re==　　?Re?Re　　*?Q?*???Q??　　44Q　　*?Q?*???D??D?2　　根据以上公式，可分别求得三组数据所对应的未知量：1.对于第一组数据：　　?Q=?153=/h1Q?(153?)L/h　　???/s　　Re1?4?Q1?(?D?)?2092?Re1?230　　雷诺数的相对误差为：?1?　　Re??Re　　?100%?%Re　　2.对于第二组数据：　　?Q=?174=/h1Q?(174?)L/h　　???/s　　Re1?4?Q1?(?D?)?2378?Re1?262　　雷诺数的相对误差为：?2?　　3.对于第三组数据：　　Re??Re　　?100%?%Re　　?Q=?156=/h1Q?(156?)L/h　　???/s　　Re1?4?Q1?(?D?)?2132?Re1?235　　雷诺数的相对误差为：?1?　　Re??Re　　?100%?%Re　　以上三组数据所求得的雷诺数的相对误差均处于误差允许范围内，所以可认为实验测得数据合理有效。

误差来源1、仪器误差　　使用2L量筒以及秒表测量出水口处流量，约为240L/h，此时仪器显示　　270L/h，计算误差，有　　雷诺实验　　一、实验目的要求　　1．观察层流、紊流的流态及其转捩特征；　　2．测定临界雷诺数，掌握圆管流态判别准则；　　3．学习古典流体力学中应用无量纲参数进行实验研究的方法，并了解其实用意义　　二、实验装置　　实验装置如下图所示：　　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稳水隔板7溢流板8实验管道9实验流量调节阀　　供水流量由无级调速器调控使恒压水箱4始终保持微溢流的程度，以提高进口前水体稳定度本恒压水箱还设有多道稳水隔板，可使稳水时间缩短到3～5分钟有色水经有色水水管5注入实验管道8，可据有色水散开与否判别流态为防止自循环水污染，有色指示水采用自行消色的专用色水　　三、实验原理　　流体在管道中流动存在两种流动状态，即层流与湍流从层流过渡到湍流状态称为流动的转捩，管中流态取决于雷诺数的大小，原因在于雷诺数具有十分明确的物理意义即惯性力与粘性力之比当雷诺数较小时，管中为层流，当雷诺数较大时，管中为湍流转捩所对应的雷诺数称为临界雷诺数。

由于实验过程中水箱中的水位稳定，管径、水的密度与粘性系数不变，因此可用改变管中流速的办法改变雷诺数　　雷诺数Re?　　4vd4Q　　??KQ；K=　　?d???d(转载于:写论文网:雷诺实验报告数据处理)?　　四、实验方法与步骤　　1．测记实验的有关常数　　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，用重量法测定流量；　　③根据所测流量计算下临界雷诺数，并与公认值(2320)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：　　a、每调节阀门一次，均需等待稳定几分钟；b、关小阀门过程中，只许渐小，不许开大；　　c、随出水流量减小，应适当调小开关(右旋)，以减小溢流量引发的扰动。

　　雷诺实验数据及处理　　逐渐开启调节阀，使管中水流由层流过渡到紊流，当色水线刚开始散开时，即为上临界状态，测定上临界雷诺数l一2次　　5．收拾实验台，整理数据　　五、实验报告要求　　1．简要写出实验原理和实验步骤，画出实验装置2．记录、计算有关常数　　实验装置台号No：管径d=　　水温t=C　　?2　　1??　　运动粘度ν=　　计算常数K=　　3．整理、记录计算表并实测临界雷诺数　　注：颜色水形态指稳定直线，稳定略弯曲，直线摆动，直线抖动，断续，完全散开等　　六、实验分析与讨论　　1．流态判据为何采用无量纲参数，而不采用临界流速?因为流态不仅与流速有关还和特征尺寸、密度粘性系数有关　　2．为何认为上临界雷诺数无实际意义，而采用下临界雷诺数作为层流与湍流的判据?实测下临界雷诺数为多少？　　程中一般采用2320做为层流、紊流的分界　　3．雷诺实验得出的圆管流动下临界雷诺数为2320，而目前有些教科书中介绍采用的下临界雷诺数是XX，原因何在?　　因为下临界雷诺数受截面影响，不同的截面下临界雷诺数不同圆管最大，其他的较小所以统一采用XX　　大学教学实验报告　　水利水电学院水利类专业XX年5月5日目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。