Xreferat.com » Рефераты по физике » Исследование смены режимов течения. Определение критических чисел Рейнольдса

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:


Исследование смены режимов течения. Определение критических чисел Рейнольдса,


где u – 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


Исследование смены режимов течения. Определение критических чисел Рейнольдса,


где Q – 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.


Исследование смены режимов течения. Определение критических чисел Рейнольдса


Обработка данных:

течение жидкость рейнолдс труба

Таблица 1

№ опытов Температура t, С Кинематическая вязкость , см2/с Уровень в мерном бачке Н, мм Расход Q, см3/с

Средняя скорость

Исследование смены режимов течения. Определение критических чисел Рейнольдса см/с

Число Рейнольдса

Исследование смены режимов течения. Определение критических чисел Рейнольдса

Режим по визуальным наблюдениям
1 2 3 4 5 6 7 8
1 20 0,01007 25 13,489 4,766 899 Л
2 20 0,01007 205 36,307 12,829 2435 Л>Т
3 20 0,01007 260 39,810 14,067 2654 Т
4 20 0,01007 170 33,113 11,700 2207 Т>Л

Внутренний диаметр d = 1,9 см.

1. Кинематическая вязкость в зависимости от температуры находится по эмпирической формуле Пуазеля:


Исследование смены режимов течения. Определение критических чисел Рейнольдса Исследование смены режимов течения. Определение критических чисел Рейнольдса.

2. По известному уровню Н (мм) с помощью эмпирической зависимости (для малого калибровочного отверстия

3. Средняя скорость движения воды в трубе находится по формуле:


Исследование смены режимов течения. Определение критических чисел Рейнольдса,


где S – площадь поперечного сечения трубы Исследование смены режимов течения. Определение критических чисел Рейнольдса.

4. Число Рейнольдса для трубы находится по формуле: Исследование смены режимов течения. Определение критических чисел Рейнольдса.

5. Среднее число Рейнольдса находится как


Исследование смены режимов течения. Определение критических чисел Рейнольдса

Размещено на

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Похожие рефераты: