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測量雷諾數的實驗裝置改進

發布時間:2021-10-31 21:47:59

A. 實驗測得的雷諾數跟理論數值有誤差,為什麼

實驗測試的雷諾數和理論數值差別在於修正系數,實驗過程的溫度和流速以及管道等因素是變化值,而理論計算是把這些因素變成了常數

B. 雷諾數與哪些因素有關其意義何在

雷諾數和激發湍流(轉捩)的關系。
事實上湍流並不是高雷諾數激發的,而是擾動激發的。
層流是流動的穩定狀態,出現的擾動如果能夠被抑制,流動就一直是穩定的層流;如果擾動無法被抑制,就會導致流動失穩,層流就轉捩為湍流。(這里「穩定」、「擾動」的意思,和把一個圓球放在平面上、放在尖峰、放在谷底那個例子里的穩定性是一樣的,擾動無處不在。)
轉捩和雷諾數有什麼關系?理論上,求解Orr-Sommerferd方程會給出某種擾動下雷諾數多大會發生轉捩。題主若有興趣,可以看看這方面內容(講湍流的書上都會有)。
從物理上「感受」的話,雷諾數比較小的時候,就是粘性比較大,外來的擾動容易被粘性「吃掉」、消耗為熱能;當雷諾數比較大時,粘性抑制不住擾動,於是就失穩了。就像對著緩慢流動的黏糊糊的油吹一口氣,油也就晃動一下;但對著裊裊炊煙吹一口氣,炊煙就會變得一團混亂。
如果題主有興趣,還可以繼續想想,如果對著以極高速度流動的空氣(就是雷諾數非常大)吹一口氣,空氣會混亂嗎?為什麼?

需要討論雷諾數的例子還有很多。
比如題主說了雷諾數代表流體慣性力和粘性力的比值,那麼不同雷諾數的來流經過兩個相同的平板,出口附面層厚度一樣嗎?壁面的粘性阻力一樣嗎?哪個更大?題主先不要做計算分析一下,然後再看看公式里雷諾數是怎樣出現的。
這就是為什麼有些實驗希望保持雷諾數相等,對於簡單的情況,只要雷諾數相等,即使速度、密度、粘度都不一樣,附面層厚度、粘性阻力系數還是相同的。

再扯遠一點,我們在分析湍流附面層內的速度分布時,定義了一個 y-plus(y+) 來表示與壁面的距離 。這個定義「恰好」又是一個用典型速度定義出的雷諾數(所以 y+ 又叫做旋渦雷諾數)。

C. 實驗中哪些因素影響雷諾數的測定

雷諾數跟流體流速(ω),管徑(d)、流體的粘度(μ)、流體的密度(ρ)這四個因素有關。
雷諾數(Reynolds number)一種可用來表徵流體流動情況的無量綱數。
Re=ρvd/μ,其中v、ρ、μ分別為流體的流速、密度與黏性系數,d為一特徵長度。例如流體流過圓形管道,則d為管道的當量直徑。利用雷諾數可區分流體的流動是層流或湍流,也可用來確定物體在流體中流動所受到的阻力。

D. 雷諾數與那些因素有關

雷諾數與流體密度、動力粘性系數、流場的特徵速度和特徵長度有關。

雷諾根據實驗結果指出,水流流動型態由下列因素決定:

1、流速。流速小時容易出現層流,流速大時則發生紊流;

2、管道直徑。在其他條件不變的情況下,管道直徑小易發生層流,直徑大易發生紊流;

3、粘滯性。粘滯性大的水體易發生層流,粘滯性小的水體易發生紊流,雷諾把這幾個因素綜合在一起,得出:Re=ρvd/r 式中;Re為雷諾數,ρ為流體密度,d為管道直徑,v為管道中平均流速,r為液體的動力粘度。

(4)測量雷諾數的實驗裝置改進擴展閱讀

雷諾數越小意味著粘性力影響越顯著,越大意味著慣性影響越顯著。雷諾數很小的流動,例如霧珠的降落或潤滑膜內的流動過程,其特點是,粘性效應在整個流場中都是重要的。雷諾數很大的流動,例如飛機近地面飛行時相對於飛機的氣流,其特點是流體粘性對物體繞流的影晌只在物體邊界層和物體後面的尾流內才是重要的。

在慣性力和粘性力起重要作用的流動中,欲使二幾何相似的流動(幾何相似比n=Lp/Lm,下標p代表實物,m代表模型)滿足動力相似條件,必須保證模型和實物的雷諾數相等。

例如,在同一種流體(即ρ相等)中進行模擬實驗,則動力相似條件為vm=nvp,即模型縮小n倍,速度就要增大n倍。

E. 測量雷諾數實驗,閥門為什麼不可以反調節

你可以將問題寫清楚一點發到我郵箱中[email protected]

F. 雷諾實驗誤差產生的原因及避免措施

紅墨水注入管不設在實驗管中心,你是沒法看見層流的,並不會出現穩定的明顯的直線。來回反調流量也會有影響。因為有外界的擾動,紊流會更快出現。

在讀取流體流量時,轉子流量的的讀數沒讀准,在處理數據時出現偏差。做實驗的時候細心一些,就能避免這些問題的。

雷諾揭示了重要的流體流動機理,即根據流速的大小,流體有兩種不同的形態。當流體流速較小時,流體質點只沿流動方向作一維的運動,與其周圍的流體間無宏觀的混合即分層流動這種流動形態稱為層流或滯流(或紊流)。

流體流速增大到某個值後,流體質點除流動方向上的流動外,還向其它方向作隨機的運動,即存在流體質點的不規則脈動,這種流體形態稱為湍流。

(6)測量雷諾數的實驗裝置改進擴展閱讀:

觀察液體流動時的層流和紊流現象。區分兩種不同流態的特徵,搞清兩種流態產生的條件。分析圓管流態轉化的規律,加深對雷諾數的理解。

測定顏色水在管中的不同狀態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系曲線,驗證不同流態下沿程水頭損失的規律是不同的。進一步掌握層流、紊流兩種流態的運動學特性與動力學特性。

通過對顏色水在管中的不同狀態的分析,加深對管流不同流態的了解。學習古典流體力學中應用無量綱參數進行實驗研究的方法,並了解其實用意義。

在雷諾實驗裝置中,通過有色液體的質點運動,可以將兩種流態的根本區別清晰地反映出來。在層流中,有色液體與水互不混摻,呈直線運動狀態,在紊流中,有大小不等的渦體振盪於各流層之間,有色液體與水混摻。

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