Исследование смены режимов течения. Определение критических чисел Рейнольдса
Лабораторная работа №1
Тема: «Исследование смены режимов течения. Определение критических чисел Рейнольдса»
Цель работы
Демонстрация режимов течения жидкости и экспериментальное определение критических чисел Рейнольдса для труб круглого сечения.
Основные сведения
Режим течения определяется соотношением возмущающей течение силы инерции и стабилизирующей течение силы вязкости. Отношение этих сил выражается безразмерным числом Рейнольдса:
,
гдеu - средняя скорость течения жидкости по сечению трубы;
L - характерный линейный размер поперечного сечения, заполненного жидкостью (так называемого «живого сечения») для труб круглого сечения L=d;
n - кинематическая вязкость.
Средняя скорость находится по формуле
,
гдеQ - расход потока, т.е. объем жидкости, протекающий за единицу времени через данное сечение потока, площадь которого равна S. Возможны два принципиально отличающихся режима течения жидкости, получивших название ламинарного (слоистого) и турбулентного (бурного, возмущенного) режимов. При достаточно малых скоростях основного потока, когда число Рейнольдса меньше определенного критического (Re < Reкр), инерционная сила незначительна по сравнению с силой вязкости, которая упорядочивает движение жидкости, создавая ламинарное движение. При этом окрашенная струйка, введенная в поток, вытягивается вдоль течения в виде тонко очерченной линии. При Re » Reкр форма окрашенной струйки резко меняется - она приобретает вид более или менее отчетливых завитков. Такая картина отвечает начальной стадии развития турбулентности, а момент ее появления - началу перехода от ламинарного режима к турбулентному (переходный режим). При Re > Reкр силы инерции преобладают над силами вязкости, и наступает вполне развитая турбулентность. Критическое число Рейнольдса, как правило, заключено в некоторых пределах: Reкр.н. ? Reкр ? Reкр.в, где Reкр.в. - максимальное критическое число Рейнольдса, соответствующее переходу ламинарного режима в турбулентный; Reкр.н - нижнее критическое число Рейнольдса, т.е. минимально возможное число, соответствующее переходу турбулентного режима в ламинарный.
Установление режима движения имеет большое практическое значение, так как он определяет важнейшие характеристики потока, как распределение скоростей, гидравлическое сопротивление, теплоотдачу и др.
Описание установки
Установка Рейнольдса (рис. 1) состоит из напорного бака 1, прозрачной трубы 2 круглого сечения с плавным входом, промежуточного бака 3 с регулирующим краном 4, расходомерного устройства 5, а также системы подачи и слива рабочей жидкости (воды) и системы подачи краски. Промежуточный бак 3 предназначен для устранения влияния крана 4 на распределение скоростей в трубе 2. Расходомерное устройство 5 представляет собой емкость, в днище которой находятся калибровочные отверстия с насадками. При том или ином расходе, поступающем в емкость из крана 4, жидкость в расходомером устройстве 5 устанавливается на определенном уровне, который отсчитывается по шкале. По полученному уровню Н с помощью экспериментальных (тарировочных) зависимостей вычисляют расход Q. Такие устройства для измерения расхода называются данаидами.
Обработка данных:
течение жидкость рейнолдс труба
Таблица 1
№ опытовТемпература t, СКинематическая вязкость ?, см2/сУровень в мерном бачке Н, ммРасход Q, см3/сСредняя скорость см/сЧисло Рейнольдса Режим по визуальным наблюдениям123456781200,010072513,4894,766899Л2200,0100720536,30712,8292435Л>Т3200,0100726039,81014,0672654Т4200,0100717033,11311,7002207Т>Л
Внутренний диаметр d = 1,9 см.
. Кинематическая вязкость в зависимости от температуры находится по эмпирической формуле Пуазеля:
.
2. По известному уровню Н (мм) с помощью эмпирической зависимости (для малого калибровочного отверстия
. Средняя скорость движения воды в трубе находится по формуле:
,
где S - площадь поперечного сечения трубы .
. Число Рейнольдса для трубы находится по формуле: .
. Среднее число Рейнольдса находится как
Больше работ по теме:
Практическое задание
Генератор постоянного тока
Практическое задание
Электропривод постоянного тока
Практическое задание
Полупроводниковые диоды
Практическое задание
Определение отношения теплоемкостей газа методом адиабатического расширения
Практическое задание
Предмет: Физика
Тип работы: Практическое задание
Новости образования
22 Июля 2016 16:26
Более 70 представителей крупных вузов АСЕАН подтвердили участие в форуме во Владивостоке
22 Июля 2016 12:51
Абызов: публикация первичных статсведений снизит бюрократическую нагрузку на школы
22 Июля 2016 11:53
В Чечне свыше 200 школьников сдали ЕГЭ с результатом свыше 90 баллов - министр
22 Июля 2016 05:36
Замглавы Минобрнауки РФ: задача сократить число людей с высшим образованием не стоит
21 Июля 2016 20:19
КОНТАКТНЫЙ EMAIL: [email protected]
Скачать реферат © 2017 | Пользовательское соглашение
ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ПОМОЩЬ СТУДЕНТАМ