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石油工程实验教学中心,流动状态实验FlowRegimeExperiment,工程流体力学,实验目的,1测定液体运动时的沿程水头损失（hf）及断面的平均流速(v)；2绘制流态（loghflogv）曲线图，找出下临界点并计算临界雷诺数Rec。,实验装置,1.稳压水箱；2.进水管；3.溢流管；4.实验管路；5.压差计；6.流量调节阀；7.回流管线；8.实验台；9.蓄水箱；10.抽水泵；11.出水管,实验原理(1),1运动特点：质点：层流时质点互不掺混，成线状流动。紊流时流体的各质点相互掺混，有脉动现象。hf与v：层流时hf与v的一次方成正比；紊流时hf与v的m次方成正比(m=1.752.0)。层流与紊流之间存在一个过渡区，它的hf与v关系与层流、紊流的不同。,实验原理(2),2当稳压水箱一直保持溢流时，实验管路水平放置且管径不变，流体在管内的流动为稳定流，此种情况下v1=v2。那么从A点到B点的沿程水头损失为hf，可由能流量方程导出：,h1、h2分别是A点、B点的测压管水头，由压差计中的两个测压管读出。,实验原理(3),3雷诺数（ReynoldsNumber）判断流体流动状态。雷诺数的计算公式为：,D圆管内径；,v断面平均速度；,运动粘度系数,实验步骤(1),Step1熟悉仪器，打开开关启动抽水泵（在停电的情况下，先关闭水泵阀，后直接打开进水阀）；Step2向稳压水箱充水使液面恒定，并保持少量溢流；Step3在打开调节阀前，检查压差计液面是否齐平。若不平，则须排气；Step4将调节阀打开，直至流量最大；Step5待管内液体流动稳定后，用量筒量测水的体积，用秒表测出时间。记录水的体积及所用的时间，同时读取压差计的液柱标高；,实验步骤(2),Step6然后再调小流量。在调流量的过程中，眼睛要一直观察着压差计液面的变化，直到调至合适的压差。再重复步骤5，共测18组数据；Step7测量水温，利用水的粘温表查出动力粘度系数Step8关闭水泵（或进水阀）、调节阀，并将桌椅收拾干净整齐。,注意事项,1.在实验的整个过程中，要求稳压水箱始终保持少量溢流；2.本实验要求流量从大到小逐渐调整，同时实验过程的中间调节阀不得逆转；3.当实验进行到过渡区和层流时，要特别注意调节阀的调节幅度一定要小，使得流量及压差的变化间隔要小；4.实验点分配要合理。,思考分析,1液体流动状态及其转变说明了什么本质问题？2为什么在确定下临界雷诺数Rec的实验过程中要求从大流量到小流量慢慢调节，且中间不得逆转？3为什么将临界雷诺数Rec作为判断流态的准数？你的实测值与标准是否接近？,