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            雷諾實(shí)驗裝置化工教學(xué)設備

            描述:TYLN 雷諾實(shí)驗裝置化工教學(xué)設備
            品牌:上海上益教儀所在地:上海供貨總量:1000套發(fā)貨期限:一周

            更新時(shí)間:2022-07-07
            產(chǎn)品型號:TYLN
            廠(chǎng)商性質(zhì):生產(chǎn)廠(chǎng)家
            詳情介紹

            TYLN 雷諾實(shí)驗裝置化工教學(xué)設備

            產(chǎn)品詳細介紹

            TYLN 雷諾實(shí)驗裝置化工教學(xué)設備

            分    項

            說(shuō)      明

            裝置功能

            能定性并且直觀(guān)地觀(guān)察到層流、過(guò)渡流、湍流等各種流型。測定出臨界雷諾數。

            清晰地觀(guān)察到流體在圓管內流動(dòng)過(guò)程的速度分布。

            設計參數

            雷諾數:500~5000。液體流量:40~400 l/h。常溫、常壓操作。

            公用設施

            水:需自來(lái)水提供實(shí)驗用水,實(shí)驗過(guò)程中消耗自來(lái)水。

            電:電壓AC220V,功率0.3kW,標準單相三線(xiàn)制。每個(gè)實(shí)驗室需配置1~2個(gè)接地點(diǎn)(安全地及信號地)。

            藥品:水溶性紅墨水。

            實(shí)驗物料:自來(lái)水

            主要設備

            轉子流量計:40~400 l/h。

            高位水箱:高強度有機玻璃材質(zhì),可視溢流及穩液位設計。

            實(shí)驗管段:高強度有機玻璃材質(zhì),Φ20,觀(guān)察段長(cháng)50cm。

            其余管段:復合管約2m,不銹鋼管約1m,有機玻璃管約2m,不銹鋼彎頭、三通和卡套等。

            不銹鋼框架結構(帶腳輪)、不銹鋼儀表柜

            外型尺寸2.0*0.45*1.8米(長(cháng)×寬×高)

            測控組成

            變量

            檢測機構

            顯示機構

            執行機構

             

            液體溫度

            玻璃溫度計

            溫度就地顯示

            無(wú)

             

            液體流量

            轉子流量計

            流量計就地顯示

            管路出口閘閥

            (手動(dòng))

             

            1883年英國科學(xué)家雷諾(Reynolds)通過(guò)實(shí)驗發(fā)現液體在流動(dòng)中存在兩種內部結構*不同的流態(tài):層流和紊流。同時(shí)也發(fā)現,層流的沿程水頭損失hf與流速一次方成正比,紊流的hf與流速的1.75~2.0次方成正比;在層流與紊流之間存在過(guò)渡區,hf與流速的變化規律不明確。

              雷諾揭示了重要的流體流動(dòng)機理,即根據流速的大小,流體有兩中不同的形態(tài)。當流體流速較小時(shí),流體質(zhì)點(diǎn)只沿流動(dòng)方向作一維的運動(dòng),與其周?chē)牧黧w間無(wú)宏觀(guān)的混合即分層流動(dòng)這種流動(dòng)形態(tài)稱(chēng)為層流或滯流。流體流速增大到某個(gè)值后,流體質(zhì)點(diǎn)除流動(dòng)方向上的流動(dòng)外,還向其它方向作隨機的運動(dòng),即存在流體質(zhì)點(diǎn)的不規則脈動(dòng),這種流體形態(tài)稱(chēng)為湍流。

              反映了沿程阻力系數λ是與流態(tài)密切相關(guān)的參數,計算λ值必須首先確定水流的流態(tài)。

              液體流態(tài)的判別是用無(wú)量綱數雷諾數Re作為判據的。

              雷諾數是由流速v、水力半徑R和運動(dòng)粘滯系數υ組成的無(wú)量綱數,所以雷諾數Re表示慣性力與粘滯力的比值關(guān)系,當Re較小時(shí),說(shuō)明粘滯力占主導,液體為層流;反之則為紊流。

             實(shí)驗目的

              1、觀(guān)察液體流動(dòng)時(shí)的層流和紊流現象。區分兩種不同流態(tài)的特征,搞清兩種流態(tài)產(chǎn)生的條件。分析圓管流態(tài)轉化的規律,加深對雷諾數的理解。

              2、測定顏色水在管中的不同狀態(tài)下的雷諾數及沿程水頭損失。繪制沿程水頭損失和斷面平均流速的關(guān)系曲線(xiàn),驗證不同流態(tài)下沿程水頭損失的規律是不同的。進(jìn)一步掌握層流、紊流兩種流態(tài)的運動(dòng)學(xué)特性與動(dòng)力學(xué)特性。

              3、通過(guò)對顏色水在管中的不同狀態(tài)的分析,加深對管流不同流態(tài)的了解。學(xué)習古典流體力學(xué)中應用無(wú)量綱參數進(jìn)行實(shí)驗研究的方法,并了解其實(shí)用意義。

            3 實(shí)驗原理

              1、液體在運動(dòng)時(shí),存在著(zhù)兩種根本不同的流動(dòng)狀態(tài)。當液體流速較小時(shí),慣性力較小,粘滯力對質(zhì)點(diǎn)起控制作用,使各流層的液體質(zhì)點(diǎn)互不混雜,液流呈層流運動(dòng)。當液體流速逐漸增大,質(zhì)點(diǎn)慣性力也逐漸增大,粘滯力對質(zhì)點(diǎn)的控制逐漸減弱,當流速達到一定程度時(shí),各流層的液體形成渦體并能脫離原流層,液流質(zhì)點(diǎn)即互相混雜,液流呈紊流運動(dòng)。這種從層流到紊流的運動(dòng)狀態(tài),反應了液流內部結構從量變到質(zhì)變的一個(gè)變化過(guò)程。

              液體運動(dòng)的層流和紊流兩種型態(tài),首先由英國物理學(xué)家雷諾進(jìn)行了定性與定量的證實(shí),并根據研究結果,提出液流型態(tài)可用下列無(wú)量綱數來(lái)判斷:

              Re=Vd/ν

              Re稱(chēng)為雷諾數。液流型態(tài)開(kāi)始變化時(shí)的雷諾數叫做臨界雷諾數。

              在雷諾實(shí)驗裝置中,通過(guò)有色液體的質(zhì)點(diǎn)運動(dòng),可以將兩種流態(tài)的根本區別清晰地反映出來(lái)。在層流中,有色液體與水互不混慘,呈直線(xiàn)運動(dòng)狀態(tài),在紊流中,有大小不等的渦體振蕩于各流層之間,有色液體與水混摻。

              雷諾實(shí)驗裝置

              2、在如圖所示的實(shí)驗設備圖中,取1-1,1-2兩斷面,由恒定總流的能量方程知:

              因為管徑不變V1=V2△h

              所以,壓差計兩測壓管水面高差△h即為1-1和1-2兩斷面間的沿程水頭損失,用重量法或體積濁測出流量,并由實(shí)測的流量值求得斷面平均流速,作為lghf和lgv關(guān)系曲線(xiàn),曲線(xiàn)上各段均可用直線(xiàn)關(guān)系式表示,由斜截式方程得直線(xiàn)的斜率。

            4 實(shí)驗設備

              上圖是流態(tài)實(shí)驗裝置圖。它由能保持恒定水位的水箱,試驗管道及能注入有色液體的部分等組成。實(shí)驗時(shí),只要微微開(kāi)啟出水閥,并打開(kāi)有色液體盒連接管上的小閥,色液即可流入圓管中,顯示出層流或紊流狀態(tài)。自循環(huán)液體兩種流態(tài)演示實(shí)驗裝置圖自循環(huán)液體兩種流態(tài)演示實(shí)驗裝置圖

              圖2為自循環(huán)液體兩種流態(tài)演示實(shí)驗裝置圖,供水流量由無(wú)級調速器調控,使恒壓水箱4始終保持微溢流的程度,以提高進(jìn)口前水體穩定度。本恒壓水箱還設有多道穩水隔板,可使穩水時(shí)間縮短到3~5分鐘。有色水經(jīng)水管5注入實(shí)驗管道8,可據有色水散開(kāi)與否判別流態(tài)。為防止自循環(huán)水污染,有色指示水采用自行消色的有色水。

            5 實(shí)驗步驟

              1、開(kāi)啟電流開(kāi)關(guān)向水箱充水,使水箱保持溢流。

              2、微微開(kāi)啟泄水閥及有色液體盒出水閥,使有色液體流入管中。調節泄水閥,使管中的有色液體呈一條直線(xiàn),此時(shí)水流即為層流。此時(shí)用體積法測定管中過(guò)流量。

              3、慢慢加大泄水閥開(kāi)度,觀(guān)察有色液體的變化,在某一開(kāi)度時(shí),有色液體由直線(xiàn)變成波狀形。再用體積法測定管中過(guò)流量。

              4、繼續逐漸開(kāi)大泄水閥開(kāi)度,使有色液體由波狀形變成微小渦體擴散到整個(gè)管內,此時(shí)管中即為紊流。并用體積法測定管中過(guò)流量。

              5、以相反程序,即泄水閥開(kāi)度從大逐漸關(guān)小,再觀(guān)察管中流態(tài)的變化現象。并用體積法測定管中過(guò)流量。

            6 結果分析

              在雙對數紙上以V為橫坐標,hf為縱坐標,繪制lgV~lghf曲線(xiàn),并在曲線(xiàn)上找上臨界流速VK上,計算上臨界雷諾數REK上并定出兩段直線(xiàn)斜率m1,m2。 將從圖上求得的m值與各流區m理論值進(jìn)行比較,并分析不同流態(tài)下沿程水頭損失的變化規律。

            7 思考題問(wèn)

              1、液體流態(tài)與哪些因素有關(guān)?為什么外界干擾會(huì )影響液體流態(tài)的變化?

              2、雷諾數的物理意義是什么?為什么雷諾數可以用來(lái)判別流態(tài)?

              3.臨界雷諾數與哪些因素有關(guān)?為什么上臨界雷諾數和下臨雷諾數不一樣?

              4.流態(tài)判據為何采用無(wú)量綱參數,而不采用臨界流速?

              5.分析層流和紊流在動(dòng)力學(xué)特性和運動(dòng)學(xué)特性方面各有何差異?

              6.為何認為上臨界雷諾數無(wú)實(shí)際意義,而采用下臨界雷諾數作為層紊流的判據?本實(shí)驗中如在相同條件下(環(huán)境、溫度、儀器設備等)測出下臨界雷諾數與所測上臨界雷諾數有何異同?為什么?

             

             

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