一、实验目的

1、观察流体在管内流动的不同型态

2、观察滞流状态下管路中流体速度分布状态

3、测定流动形态与雷诺数Re之间的关系及临界雷诺数值

二、基本原理

流体流动过程中有两种不同的流动型态：滞流（层流）和湍流（涡流）。流体在管内作滞流时，其质点作直线运动，且互相平行其质点之间互不混杂，互不碰撞。湍流时质点紊乱地向各个方向作不规则运动，但流体的主体仍向某一方向流动。

影响流体流动型态的因素，除代表惯性力的流速和密度及代表粘性力的粘度外，还与管型、管径等有关。经实验归纳得知可由雷诺准数Re来判别：

式中：d，管子内径，m

u，流速，m/s

ρ，流体密度，kg/m³

μ，流动粘度，PaS

Re≤2000为滞流；Re≥4000为湍流；2000＜Re＜4000为不稳定的过渡区。

三、实验装置

实验装置如图所示。

四、操作步骤及注意事项

1、依次检查实验装置的各个部件，了解其名称与作用，并检查是否正常。

2、先开排空阀再开进水阀，待有机玻璃水槽溢流口有水溢流出来之后稍开排水阀，调节红色指示液至适度，改变水流量观察滞流状态及湍流状态下红色指示液的流动形状并对过渡区作好仔细观察。

3、调节水量由较大值缓慢减小，同时观察红色指示液流动形状，并记下指示液成一条稳定直线、指示液开始波动、指示液与流体（水）全部混合时流量计的各读数。计算Re，将测得的Re临界值与理论比较。重复上述步骤三～五次，以计算Re临界平均值。

4、先关闭阀1、11，使观察玻璃管6内的水停止流动。再开阀1，让指示液水流出1～2cm后关闭1，再慢慢打开阀9，使管内流体作滞流流动。观察此时速度分布曲线呈抛物线状态。

5、关闭阀1、进水阀，全开阀9，排尽存水，清理现场。

注意事项：

1、在测定层流现象时，指示液的流速应该要小于或等于观察管内的流速。若大于观察管内的流速则无法看到一条直线，而是和湍流一样的浑浊现象。

2、注意在实验台周围不得有外加的干扰，避免实验现象的不正常，特别是在观察层流现象时，调好后需静等一段时间才可看到较好的现象。

五、实验记录与数据整理

数据记录如表所示。

水温t：^o C；水的密度ρ：㎏ kg/m³；水的粘度μ：PaS；玻璃管内径d：20 mm。

序 号	流量 m3/h	流速 m/s	雷诺数 Re	流动状态
				由Re判断	现象观察
1 2 3 4 5	​	​	​	​	​

思考题

1.如果生产中无法通过直接观察来判断管内的流动，你可以用什么方法来判断？

2.用雷诺准数Re判断流动状态的意义何在？

操作台

设备全图

墨水

管道

阀门

后视图