實驗報告
開課學院： 建築工程學院
實驗課程： 流體力學教學實驗
實驗專案名稱： 1.雷諾實驗 2.孔口與管嘴出流實驗
實驗專案性質： 教學實驗
實驗時間
專業班級
學生學號與姓名
指導教師
雷諾實驗指導書
一、實驗目的
觀察管道中不同流量下液體的流動狀態的變化情況（層流、紊流及其轉變情況），並通過實驗測定管道內液體的下臨界速度v c從而可以列表計算出下臨界雷諾數re c 。
二、實驗內容
在實驗中觀察層流、紊流的流態特徵，通過實測測定下臨界速度的方法計算出下臨界雷諾數，並在實驗後對雷諾數的影響因素進行分析。
三、實驗原理
層流條件下，流體質點不發生各向紊動和混雜，流動呈現規則有秩序的成層流動；紊流條件下，由於粘性力對質點的束縛作用降低，質點容易偏離其原來的運動方向，形成無規則的脈動混雜甚至產生可見尺度的渦旋。在本實驗中，顏色水隨玻璃管內主流一起流動，顏色水流線代表了管內主流的流動狀態。
由流體力學可知：層流與紊流流態的判別標準就是下臨界雷諾數 rec，可表示為 ，式中 d為玻璃管內徑；ν 為流體的運動粘性係數，μ為流體的動力粘性係數，ρ為流體的密度，v c 為流體的臨界速度。 水的運動粘性係數ν與溫度的關係為：
。四、實驗裝置與儀器
1、實驗裝置
2、儀器裝置：
1）雷諾實驗台1套； 2）酒精溫度計1只；3）秒錶1只；4）玻璃量杯1只（刻度為1000ml）。
五、實驗步驟
1、開啟進水開關，向水箱內注水。到達一定水位高度，並保持適當的溢流，使水箱內水位穩定。在實驗期間如出現水位變化時，應緩慢調節進水開關確保水箱內水位穩定。
2、開啟玻璃管放水開關，待管內空氣排出後，鬆開顏色水管開關使顏色水隨玻璃管內主流一起流動。
3、緩慢關小放水開關降低管內流速，同時觀察玻璃管內顏色水變動情況，直到顏色水變為一條穩定的直線，此時即為紊流轉變為層流的下臨界狀態。此時需要用體積法測量管道內的流量，即用量杯和秒錶測量流量。具體做法是：
用量杯接住管道出口的流量，同時按下秒錶計時，等量杯內接住一定量體積的液體後移開量杯並同時按下秒錶停止計時，然後用體積除以時間即可計算出流量。（測量三次取平均值）。
4、開大放水開關，使玻璃管內水流重新變為紊流狀態；然後再緩慢關小放水開關，待玻璃管內顏色水變為一條直線時，再用量杯和秒錶測量此時的流量。
5、重複前述步驟（一共重複做三次），分別測量出對應的臨界流量。根據臨界流量可計算出臨界流速。
6、實驗完成後，整理實驗資料，按規定格式撰寫實驗報告。
六、實驗資料記錄
按實驗報告書所列**內容記錄各相關引數，並進行相應分析。
七、實驗結果分析
根據實驗結果與分析，回答實驗報告書所提問題。
雷諾實驗報告
一、實驗名稱：雷諾數實驗
二、實驗條件
實驗台編號：
實驗液體：
實驗管徑d =
實驗導管過流斷面面積：a =
三、實驗資料記錄表
四、實驗結果
五、討論
1、為什麼要用 rec來判斷流態而不用vc來判斷？為什麼用下臨界雷諾數而不用上臨界雷諾數？
2、當流量保持不變，玻璃導管直徑改變時，導管內的 re數是否改變？怎樣改變？
3、如用不同直徑的導管，或用不同的液體， vc和rec是否改變？為什麼？
孔口與管嘴出流實驗指導書
一、實驗目的
觀察和理解孔口、管嘴恆定自由出流的特徵，根據流量公式，計算相關引數，分析流量影響因素。
二、實驗內容
在恆定水頭下，分別測定孔口與管嘴的流量係數、收縮係數和流速係數，並根據實驗結果分析孔口和管嘴出流的流速和流量的區別。
三、實驗原理
在穩定水位下用量水桶及秒錶測量各孔口、管嘴的流量。根據孔口、管嘴流速、流量公式，可推導出相應流速係數、流量係數；在穩定水位下，用卡尺測量孔口流束最小收縮斷面的直徑d c , 從而得到 a c。而孔口與管嘴出流的流量則通過體積法或稱重法測定。
四、實驗裝置與儀器
1、實驗裝置
1 進水管； 2 水位指示器； 3 進水開關； 4 管嘴1； 5 管嘴2； 6 薄壁圓孔口1； 7 薄壁圓孔口2；8 水箱
2、儀器裝置：
1）孔口管嘴實驗台一套； 2）游標卡尺一把；3）量桶乙隻 4）秒錶乙隻。
五、實驗步驟
1、用游標卡尺記錄各孔口、管嘴的出口直徑；然後關閉各孔口、管嘴出口。
2、開啟進水開關注水；當水位接近水箱最高水位時，首先開啟薄壁圓孔口（其餘管嘴關閉），調節進水開關，使水位緩慢上公升至最高水位，並保持有少量溢流，待水箱水位穩定後，讀記該水位高度h。
3、在穩定水位下用量水桶、秒錶及磅秤測量薄壁圓孔口的流量。其原理為體積法，具體操作步驟詳見雷諾實驗。（測量三次取平均值）。
4、用游標卡尺測量流束最小收縮斷面處流束直徑。
5、重複薄壁圓孔口實驗一次並記錄相應實驗資料。
6、關閉薄壁圓孔口，依次開啟各管嘴，按照步驟2、3各重複測量兩次；
7、 實驗完畢，將實驗水箱內水全部排盡，整理好儀器裝置並放回原處。
六、實驗資料記錄
按實驗報告書所列**記錄各相關引數，並進行分析。
七、實驗結果分析
根據實驗結果與分析，回答實驗報告書所提問題。
孔口與管嘴出流實驗報告
一、實驗名稱：孔口與管嘴出流實驗
二、實驗條件
實驗台編號：
實驗液體：
三、實驗資料記錄表
表1 實驗資料記錄
四、實驗資料處理
表2 實驗資料處理
表3 實驗結果
五、討論
1. 孔口出流時為什麼會形成收縮斷面？管嘴出流時是否會形成收縮斷面？為什麼？
2. 試比較薄壁圓孔口和圓柱管嘴的流速係數、流量係數，說明當二者的作用水頭、出口直徑 d 相同的情況下，哪乙個流量較大？為什麼？
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