雷诺实验实验报告数据分析（雷诺实验数据分析及结论）
雷诺实验
能量方程实验表明，实际液体由于具有粘滞性，在流动过程中会产生水流阻力，克服阻力就要损耗一部分机械能，转化为热能，造成水头损失。水头损失与液体的物理性质、边界条件和液体的流动型态有着密切的关系。判别液体流动型态的方法通常利用雷诺数判别法。1885 年，英国科学家雷诺通过实验揭示了实际液体流动具有两种不同型态——层流和紊流。并得出了判别流态的标准雷诺数。
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实验目的
1、实际观测液体流动的两种流态，加深对层流和紊流的认识。
2、测定液体（水）在圆管中流动的临界雷诺数，学会其测定的方法。
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实验原理
自然界中实际液体运动存在两种流动型态——层流、紊流。
层流：水流质点（水流运动最小点）互不混杂的成层流动。
紊流：水流质点相互混杂的流动。
层流和紊流用雷诺数判别。雷诺数可用下式计算：
式中：
Re——雷诺数。
V——流体在园管中的平均流速。
d——圆管直径。
v——流体的运动粘滞性系数（取决于分子间吸引力的大小，计算时可根据液体温度从表中查出）。
由层流变紊流时的速度叫高临界流速，用高临界流速计算的雷诺数叫上临界雷诺数。
由紊流变层流时的速度叫低临界流速，用高临界流速计算的雷诺数叫下临界雷诺数。
圆管液流中的下临界雷诺数是一个比较稳定的数值。
圆管中液流中的上临界雷诺数是一个不稳定的数值。
在实际工作中，水流被扰动而处于紊流状态的形式是普遍存在的，所以，上临界雷诺数不宜作为判别标准，通常采用下临界雷诺数作为判别标准。
Re﹤2000 水流为层流。
Re﹥2000 水流为紊流。
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仪器结构
雷诺仪的供水端有用来保持水位不变的恒水位水箱、在水箱的下部水平放置的长直玻璃圆管（雷诺实验管）。实验管与水箱相通，恒水位水箱中的水可以经过玻璃实验管恒定流出，实验管的另一端装有出水阀门，可用以调节出水的流量。阀门的下面装有回水水箱和计量水箱，计量水箱里装有电测流量装置（由浮子、光栅计量器和光点传感器等组成），可以在电测量仪上直接显示出实验时的流体流量（数字显示出流体出流体积 W[立升]和相应的出流时间 t[秒]）。恒水位水箱的上部装有有色液盒，其中的有色液体可经细管引流到玻璃试验管的进口处。有色液盒下部装有调节小阀门，可以用来控制和调节色液液流。雷诺仪还设有储水水箱，由水泵向试验系统供水，而试验的回流液体可经集水槽回流到储水箱中。
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实验步骤
1.实验前的准备
（1）关闭出水阀门。
（2）打开进水阀门后，按下水泵开关，启动水泵，向恒水位水箱放水。
（3）在水箱接近放满时，调节阀门，使水箱的水位达到溢流水平，并保持有一定的溢流。
（4）适度打开出水阀门，使试验管出流，此时，恒水位水箱仍要求保持恒水位，否则，可再调节阀门，使其达到恒水位，应一直保持有一定量的溢流。用体积法测流量。
（6）测量水温。
2．进行实验，观察层流、紊流及其相互转化。
具体操作如下：
（1）微开出水阀门，使试验管中的水流有稳定而较小的流速。
（2）微开装红色液体小水槽的小阀门，使有色液体从细管中不断流出。此时，可能看到管中的有色液流与管中的水流同步在直管中沿轴线向前流动，有色液体呈现一条细直流线，这说明在此流态下，流体的质点没有垂直于主流方向的横向运动，红色直线没有与周围的液体混杂，而是层次分明地向前流动，即处于层流状态。
（3）逐渐缓慢开大出水阀门至一定开度时，可以观察到红色直线开始出现脉动，但流体质点还没有达到相互交换的程度，此时，即象征为流动状态开始转换的临界状态继续开大出水阀门，即会出现流体质点的横向脉动，红色线逐渐扩散与水混合，此时的流态即为紊流。
（5）此后，如果把出水阀门逐渐关小，关小到一定开度时，又可以观察到流体的流态从紊流转变为层流的临界状态
（m3/s）
v—水的运动粘度（根据实验的水温，从水的粘温曲线上查得）
A—实验管内横截面积 [m2]
3.实验测定的 Rek下一般比理论值小些，实验中有哪些因素影响 Rek下测定的精度？
4.实验中临界状态观察时，主要应观察管中什么位置？