《化工原理实验》讲 稿二 0 一四年二月1.雷诺实验一、实验目的1.观察层流、湍流的流态及其转化特征；2.测定临街雷诺准数，掌握圆管流动形态的判别准则；3.观察紊流（或湍流）产生过程，理解紊流产生机理。二、实验原理1. 液体在运动时，存在着两种根本不同的流动状态。当液体流速较小时，惯性力较小，粘滞力对质点起控制作用，使各流层的液体质点互不混杂，液流呈层流运动。当液体流速逐渐增大，质点惯性力也逐渐增大，粘滞力对质点的控制逐渐减弱，当流速达到一定程度时，各流层的液体形成涡体并能脱离原流层，液流质点即互相混杂，液流呈紊流运动。这种从层流到紊流的运动状态，反应了液流内部结构从量变到质变的一个变化过程。2.当初始状态流速较大时，从紊流到层流的过渡流速为下临界流速，对应的雷诺准数为下临界雷诺数，反之为上临界流速和上临界雷诺数。Re=dρuμ （1）式中d ——导管直径，m； ρ ——流体密度，kg·m−3；μ ——流体粘度，Pa·s； u ——流体流速，m·s−1；大量实验测得：当雷诺准数小于某一下临界值时，流体流动型态恒为层流；当雷诺数大于某一上临界值时，流体流型恒为湍流。在上临界值与下临界值之间，则为不稳定的过渡区域。对于圆形导管，下临界雷诺数为 2000，上临界雷诺数为 10000。一般情况下，上临界雷诺数为 4000 时，即可形成湍流。应当指出，层流与湍流之间并非是突然的转变，而是两者之间相隔一个不稳定过渡区域，因此，临界雷诺数测定值和流型的转变，在一定程度上受一些不稳定的其他因素的影响。三、实验装置 (雷诺实验仪 CEA—F01 型)雷诺试验装置主要由稳压溢流水槽、试验导管和转子流量计等部分组成，如图 1 所示。自来水不断注入并稳压溢流水槽。稳压溢流水槽的水流经试验导管和流量计，最后排入下水道。稳压溢流水槽的溢流水，也直接排入下水道。图 1 雷诺实验装置及流程1. 示踪剂瓶；2. 稳压溢流水槽；3. 试验导管；4. 转子流量计；V01. 示踪剂调节阀；V02. 上水调节阀；V03. 水流量调节阀；V04，V05－泄水阀；V06－放风阀。四、实验方法实验前准备工作：（1）实验前，先用自来水充满稳压溢流水槽。将适量示踪剂（红墨水）加入贮瓶内备用，并排尽贮瓶与计头之间管路内的空气。（2）实验前，先对转子流量计进行标定，作好流量标定曲线。（3）用温度计测定水温。实验操作步骤：（1）开启自来水阀门，保持稳压溢流水槽有一定的溢流量，以保证试验时具有稳定的压头。（2...
