自循环式雷诺实验装置

㈠ 化工原理雷诺实验中溢流装置是怎样的结构，它的作用是什么

七就是溢流装置。

提高进口前水体稳定度。

一般来说，每一个地区大学装置基本上都是不一样。

而且这个实验基本上没有成功性。

㈡ 雷诺实验的实验设备

上图是流态实验装置图。它由能保持恒定水位的水箱，试验管道及能注入有色液体的部分专等组成。实验时属，只要微微开启出水阀，并打开有色液体盒连接管上的小阀，色液即可流入圆管中，显示出层流或紊流状态。 图7-1自循环液体两种流态演示实验装置图
1、自循环供水器；2、实验台；3、可控硅无级调速器；4、恒压水箱；
5、有色水水管；6、稳水孔板；7、溢流板；8、实验管道；9、实验流量调节阀
供水流量由无级调速器调控，使恒压水箱4始终保持微溢流的程度，以提高进口前水体稳定度。本恒压水箱还设有多道稳水隔板，可使稳水时间缩短到3～5分钟。有色水经水管5注入实验管道8，可据有色水散开与否判别流态。为防止自循环水污染，有色指示水采用自行消色的专用有色水。?

㈢ 雷诺实验的实验原理

1、液体在运动时，存在着两种根本不同的流动状态。当液体流速较小时，惯性力较小，粘滞力对质点起控制作用，使各流层的液体质点互不混杂，液流呈层流运动。当液体流速逐渐增大，质点惯性力也逐渐增大，粘滞力对质点的控制逐渐减弱，当流速达到一定程度时，各流层的液体形成涡体并能脱离原流层，液流质点即互相混杂，液流呈紊流运动。这种从层流到紊流的运动状态，反应了液流内部结构从量变到质变的一个变化过程。
液体运动的层流和紊流两种型态，首先由英国物理学家雷诺进行了定性与定量的证实，并根据研究结果，提出液流型态可用下列无量纲数来判断：
Re=Vd/ν
Re称为雷诺数。液流型态开始变化时的雷诺数叫做临界雷诺数。
在雷诺实验装置中，通过有色液体的质点运动，可以将两种流态的根本区别清晰地反映出来。在层流中，有色液体与水互不混掺，呈直线运动状态，在紊流中，有大小不等的涡体振荡于各流层之间，有色液体与水混掺。
2、在如图所示的实验设备图中，取1-1，1-2两断面，由恒定总流的能量方程知：
因为管径不变V1=V2△h
所以，压差计两测压管水面高差△h即为1-1和1-2两断面间的沿程水头损失，用重量法或体积浊测出流量，并由实测的流量值求得断面平均流速，作为lghf和lgv关系曲线，如下图所示，曲线上EC段和BD段均可用直线关系式表示，由斜截式方程得：
lghf=lgk+mlgvlghf=lgkvmhf=kvmm为直线的斜率
式中：
实验结果表明EC=1，θ=45°，说明沿程水头损失与流速的一次方成正比例关系，为层流区。BD段为紊流区，沿程水头损失与流速的1.75~2次方成比例，即m=1.75~2.0，其中AB段即为层流向紊流转变的过渡区，BC段为紊流向层流转变的过渡区，C点为紊流向层流转变的临界点，C点所对应流速为下临界流速，C点所对应的雷诺数为下监界雷诺数。A点为层流向紊流转变的临界点，A点所对应流速为上临界流速，A点所对应的雷诺数为上临界雷诺数。

㈣ 雷诺实验中的re是什么意思

实验证明：Reα的下界约为2000，当Re<2000时，黏性力的抑制作用占优，不管外部扰动有多大，管内流动总保持稳定的层流状态。当Re>2000而小于某一上界时，流动出现不稳定，在管内(离入口较远处)，层流与湍流共存。

当Re大于某上界时，黏性力已无法抑制扰动的增长，导致流动失稳，成为随机的脉动运动，即转变为完全发展的湍流。

从空间角度看，即使Re>Reα，在管内中心沿流动方向也存在着层流区、过渡区和湍流区，这是因为管道入口处扰动由小到大的增长需要一定的时间，即需要经历一定的空间区域，湍流不是在某一空间位置突然发生的。

(4)自循环式雷诺实验装置扩展阅读

雷诺数越小意味着粘性力影响越显著，越大意味着惯性影响越显著。雷诺数很小的流动，例如雾珠的降落或润滑膜内的流动过程，其特点是，粘性效应在整个流场中都是重要的。

雷诺数很大的流动，例如飞机近地面飞行时相对于飞机的气流，其特点是流体粘性对物体绕流的影响只在物体边界层和物体后面的尾流内才是重要的。在惯性力和粘性力起重要作用的流动中，欲使二几何相似的流动(几何相似比n=Lp/Lm，下标p代表实物，m代表模型)满足动力相似条件，必须保证模型和实物的雷诺数相等。

例如，在同一种流体(即ρ相等)中进行模拟实验，则动力相似条件为vm=nvp，即模型缩小n倍，速度就要增大n倍。

物体在不可压缩粘性流体中作定常平面运动时，所有的无量纲数由两个参数确定：攻角α和雷诺数Re。为了实现动力相似，除了要求模型和实物几何相似外，还必须保证攻角和雷诺数相等。第一个条件总是容易实现的，而第二个条件一般很难完全满足。

特别是，当被绕流物体尺度比较大时，模型比实物小很多倍，就需要很大地改变流体绕流速度，密度和粘度。这在实际中是很困难的，因为在低速风洞中，风速的提高总是有一定限度的。所以相似律不能严格满足，只能近似实现。

当然，这样做对空气动力学特性会有影响，例如，最大阻力系数要降低，最小阻力系数会升高等。但是，只要实物的雷诺数Rep和模型的雷诺数Rem相差不太大，就可以利用某些经验方法加以修正，使实验结果在实践中仍能得到应用。

当然最好的办法是建造巨大的、可在其中对真实飞机吹风的风洞，或建造压缩空气(密度较大)在其中作用的循环式闭口风洞，以便达到加大模型试验雷诺数的目的。

根据分子运动理论，动力粘性系数μ∝ρvˉl，其中vˉ为分子平均速度，l为分子平均自由程。由于vˉ和声速c是同一量级，可得到：Re=kMa/Kn，式中Ma为马赫数；Kn为克努曾数；k为常数；它表明雷诺数、马赫数、克努曾数之间有着内在的联系。

当流动速度很小时，Ma很小，Kn也很小，由于粘性效应是主要的，这两个无量纲参数以组合形式Ma/Kn出现，即以雷诺数出现。当流动速度很高时，从量纲理论可知，雷诺数和马赫数都起着重要作用。如果空气稀薄，则克努曾数起着主要作用。

粘性流体的求解不仅和边界条件有关，而且也和雷诺数有关。若雷诺数很小，则粘性力是主要因素，压力项主要和粘性力项平衡；若雷诺数很大，粘性力项成为次要因素，压力项主要和惯性力项平衡。

因此，在不同的雷诺数范围内，流体流动不同，物体所受阻力也不同。当雷诺数低时，阻力正比于速度、粘度和特征长度；而雷诺数高时，阻力大体上正比于速度平方、密度和特征长度平方。

雷诺数也是判别流动特性的依据，例如在管流中，雷诺数小于2300的流动是层流，雷诺数等于2300～4000为过渡状态，雷诺数大于4000时的是湍流。

参考资料来源：网络-临界雷诺数

参考资料来源：网络-雷诺数

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《工程流体力学》考试大纲
命题范围和要求
[第一部分 ] 绪论
1. 1. 了解流体的主要物理性质; 理解流体的粘性; 掌握容重,密度及其区别和联系; 掌握牛顿内摩察定律.
2. 2. 理解质量力和表面力, 掌握其表示方法. 理解连续介质, 实际流体,理想流体,不可压宿流体, 可压宿流体. 知道流体的研究方法.
[第二部分]流体静力学
1. 1. 理解和掌握静压强及其特性
2. 2. 会欧拉平衡微分方程的推导,理解欧拉平衡微分方程的物理意义.
3. 3. 掌握流体静压强基本方程, 掌握点压强的计算方法, 掌握压强的计算基准和表示方法, 掌握静压强分布图, 了解压强的量测方法.
4. 4. 掌握计算作用于平面上的液体总压力.
5. 5. 掌握计算作用于曲面上的液体总压力.

[第三部分] 流体运动学
1.了解描述液体运动的两种方法, 掌握迹线,流线的概念及方程, 了解质点加速度表达式.
2掌握描述流体运动的一些基本概念.
3. 3. 掌握流体运动的连续性微分方程, 总流的连续性方程.
4. 4. 理解无旋流和有旋流.
5. 5. 掌握流函数和速度势函数, 了解几种简单的平面势流, 知道势流叠加法解平面势流,的原理.

[第四部分] 理想流体动力学
1. 1. 掌握理想流体元流的伯努利方程的推导,
2. 2. 掌握理想流体元流的伯努利方程的物理意义和几何意义以及应用.

[第五部分] 实际流体动力学基础
1. 1. 了解流体质点的应力状态
2. 2. 掌握实际流体元流伯努利方程的推导, 掌握实际流体元流伯努利方程的物理意义和几何意义.
3. 3. 掌握实际流体总流伯努利方程的推导以及应用.
4. 4. 掌握实际流体的动量方程的推导以及应用.

[ 第六部分] 量纲分析和相似原理
1. 1. 理解量纲和单位的概念, 掌握瑞利法和π定理.
2. 2. 了解流动相似的概念.

[ 第七部分] 流动阻力和能量损失
1. 1. 了解雷诺实验过程, 了解层流与紊流流态的特点, 掌握流态判别标准.
2. 2. 理解流动阻力的两种形式, 掌握沿程损失和局部损失的计算方法.
3. 3. 了解圆管中层流运动的流速分布, 掌握层流沿程损失的计算公式。
4. 4. 理解尼古拉兹实验。

[ 第八部分] 有压管流
1． 1． 掌握简单短管中的恒定有压流计算
2． 2． 掌握简单长管中的恒定有压流计算
3． 3． 掌握复杂长管中的恒定有压流计算
4.了解沿程均匀泄流管道中的恒定有压流
[第九部分] 明渠流
1． 1． 了解明渠的分类，理解棱柱型渠道与非棱柱型渠道，顺坡、平坡、和逆坡渠道的概念。
2． 2． 掌握恒定明渠均匀流的特征和产生条件。
3．掌握谢才公式，曼宁公式
4．掌握水力最优断面和允许流速。
5.掌握渠道输水能力水力计算， 掌握确定渠道底坡和渠道断面尺寸的方法。
6.了解无压圆管均匀流的水力计算方法。
7.了解恒定明渠非均匀流特征及产生条件。
8.理解断面单位能量、临界水深， 掌握急流、缓流、临界流的判别标准。了解水跃的基本方程。
9.了解明渠恒定非均匀渐变流的基本微分方程以及水面曲线定性分析。

[第十部分] 孔口、管嘴、闸孔出流及堰流
1． 1． 掌握恒定薄壁孔口出流流量的计算方法。
2． 2． 了解圆柱形外管嘴出流流量的计算方法。
3． 3． 了解堰流的定义及其分类
4． 4． 了解矩形薄壁堰、三角形薄壁堰的流量公式。
5． 5． 了解实用堰、宽顶堰的水流特征。

[ 第十一部分]渗流
1． 1． 掌握渗流模型的实质， 掌握达西定律.
2． 2． 了解均匀渗流特性, 掌握非均匀渐变渗流断面流速分布,
3． 3． 了解渐变渗流基本微分方程和浸润曲线的概念.
4． 4． 掌握井的渗流计算.

二．参考书
工程流体力学(水力学), (上,下册). 闻德荪主编. 高等教育出版社.

三．考试形式： 闭卷
试卷构成：(1)基本概念部分： 约30分.
(2)计算题部分： 约120分.

《流体力学》考试大纲
一、考试的总体要求
考查学生对流体力学的基本概念、基本原理、基本方法，以及对流体运动的一般规律、分析方法的掌握程度，考查学生的分析问题和解决问题的能力。

二、考试的内容
1、流体力学基本概念：密度，黏度，流速，压强，表面张力，定常流，非定常流，可压缩流体，不可压缩流体，理想流体、牛顿流体，非牛顿流体。连续介质，质点加速度，质点的随体导数，流体微团运动分析。
2、基本方程：连续性方程，运动方程，能量方程，欧拉方程，伯努利方程。
3、势流运动：势流运动控制方程及求解方法。无粘性不可压缩流体无旋运动的速度势函数及其应用，平面定常无旋运动的复势及其应用。
4、流函数求解不可压缩流体的二维定常无旋流动问题。轴对称流动问题，复变函数法，保角映象法。
5、粘性流体运动：基本方程；求解途径；简单流动的解析解。
6、湍流运动：湍流特征；分类；发生过程；湍流结构；湍流方程及求解。

三、考试重点
1、质点加速度公式和质点导数，柯西－亥姆霍兹（Cauchy-Helmholtz）流体微团速度分解定理。
2、用势流叠加原理解偶极流问题。
3、用势流叠加原理解圆柱体绕流问题。
4、两平行平板间的粘性流动
5、无限长直圆管中的粘性流动
6、两同心旋转圆柱间的定常流动

四、参考书
《流体力学》，张兆顺和崔桂香编著，清华大学出版社，1999年。
《工程流体力学》，归柯庭，汪军，王秋颖编，科学出版社，2003年。

《水质工程学》考试大纲

一、 命题范围与基本要求
（1）水质与水处理概论：了解天然水体中的杂质和水质特点，熟悉水中常见的污染物及其来源，了解水体富营养化的形成原因及其危害，理解水体的自净和氧垂曲线；了解水体的生物化学物质对人体健康的影响；掌握用水水质标准和污水的排放标准。
（2）水的处理方法概论：熟悉水的物化、生化处理方法；了解反应器类型及其物料在反应器内的流动模型，了解物料在反应器内的停留时间及其分布，理解反应器的概念在水处理中的应用，了解水处理工艺流程的概念及其几种典型的给水、污水处理的工艺流程。
（3）凝聚和絮凝：掌握混凝基本的概念和混凝机理，掌握影响混凝效果的主要因素，熟悉混凝剂的种类和选用原则，理解混凝的动力学模型和混凝剂的混合过程，熟悉混凝的设备和混凝实验。
（4）沉淀：掌握杂质颗粒在水中两种沉降的基本原理；理解理想沉淀池与浅池理论的概念；掌握非凝聚性颗粒与凝聚性颗粒的沉淀过程与沉淀效率的计算；掌握平流沉淀池、斜管（斜板）沉淀池的结构与设计；了解澄清池的工作原理和两种主要形式；了解气浮作为一种特殊的沉淀方式与沉淀的区别和联系。
（5）过滤：了解慢滤池和快滤池的不同之处，掌握滤料的选择和级配；理解快滤池的运行特点和滤层的优化，理解过滤的机理和过滤理论；了解滤池的反冲洗和反冲洗最优化理论；掌握滤池的配水系统及与之相关的承托层；熟悉几种常见的滤池类型及特点。
（6）吸附：了解吸附的机理和等温吸附模型，掌握活性炭的制备和活性炭吸附性能的影响因素；熟悉活性炭功能及其吸附动力学过程，了解几种活性炭的应用及其在应用过程中需要考虑的因素；掌握活性炭的再生方法；了解除活性炭外的其他几种常用吸附剂。
（7）氧化还原和消毒：了解氧化剂化学及其消毒作用及灭活模型，掌握氯消毒过程和消毒副产物的控制，理解臭氧消毒的作用机理和臭氧处理工艺；熟悉除氯外的其他氧化和消毒方法，了解高级氧化工艺。
（8）离子交换：了解离子交换的概念，熟悉几种离子交换剂，掌握离子交换树脂的性质；
掌握离子交换反应及固定床离子交换原理，理解离子交换速度及其影响因素；掌握两种离子交换器；掌握离子交换在水的软化和除盐方面的应用。
（9）膜滤技术：了解膜滤的概念和膜滤技术的分类和膜滤过程的性能参数，了解膜污染及其预防方法；掌握微滤和超滤概念、原理和超滤的浓差极化；理解反渗透及其分离机理，熟悉反渗透的装置；掌握电渗析概念、基本原理和电渗析的基本过程，了解离子交换膜的作用机理，掌握极化现象和电渗析器工艺设计计算。
（10）水的冷却：了解水的两种冷却系统和冷却构筑物，掌握水的冷却原理，理解冷却热力学计算，了解冷却水水质和循环冷却水处理。
（11）腐蚀与结垢：了解腐蚀的几种基本类型，了解腐蚀过程和腐蚀的控制方法；掌握影响腐蚀的因素和两种重要的腐蚀形式；掌握LSI饱和指数，RSI稳定指数，了解其他的几种稳定指数，了解水质的几种稳定处理。
（12）水的其他处理方法：掌握中和的基本原理和三种中和的方法、掌握化学沉淀基本原理和三种化学沉淀方法；了解电解的基本原理和几种电解的处理工艺；了解吹脱、汽提基本原理和影响吹脱的主要影响因素；了解萃取的基本原理和萃取的工艺过程。
（13）活性污泥法：熟悉活性污泥法基本概念和基本流程，了解活性污泥的组成和形态，掌握活性污泥的增殖规律；熟悉活性污泥几个性能指标，掌握活性污泥法的设计和运行参数；理解活性污泥反应的动力学和莫诺公式的推广应用。能够熟练掌握活性污泥九种模式及其特点；掌握活性污泥法的曝气氧转移规律和曝气系统及其装置；掌握活性污泥法的脱氮除磷工艺，理解活性污泥法污泥法处理系统的过程控制与运行管理和活性污泥法的几种新工艺。
（14）生物膜法：熟悉生物膜法的基本概念和特征。理解生物膜法的净化机理，掌握生物膜的增长过程，掌握生物膜理论的重要参数；掌握生物膜反应器的重要形式：生物滤池、生物转盘、生物流化床处理工艺的特点，掌握生物膜法运行管理的注意事项。
（15）厌氧生物处理：了解厌氧生物处理发展的过程和趋势；掌握厌氧生物处理的三个阶段的基本原理；了解厌氧微生物的生态学，了解影响两种细菌的主要生态因子；掌握UASB工艺的工作原理和反应器的结构设计原理；了解两相厌氧生物处理原理技术。
（16）自然生物处理系统：掌握稳定塘净化机理和净化过程中的影响因素；熟悉稳定塘处理的技术特点；掌握好氧塘、兼性塘、厌氧塘、曝气塘的特点和应用；掌握污水的土地处理系统工艺和净化作用机理，掌握人工湿地几种类型及其特点。
（17）污泥处理、处置与利用：了解污泥处理的一般原则、污泥处理处置的基本方法和基本流程，掌握污泥的成分和性质，污泥的浓缩、脱水、干化，污泥的综合利用与最终处置。重点污泥厌氧消化的机理、主要工艺以及工艺设计方法。
（18）水处理工艺系统：了解给水处理工艺系统的选择原则和地面水的常规处理工艺系统，了解水的除藻、除臭和除味，了解给水厂废水的回用和给水厂污泥的最终处理处置。
（19）特种水源水处理工艺系统：掌握高浊度水处理工艺系统，掌握地下水除铁除锰的原理，了解水的除氟和除砷技术，了解软化、除盐及锅炉水处理工艺系统。
（20）城市污水处理系统：了解城市污水处理工艺系统选择的基本思想与知道原则，掌握污水处理的工艺系统，把握污水深度处理工艺和再生水的利用。
（21）工业废水处理的工艺系统：了解工业废水的分类和几种废水的常用处理系统。
二、 主要参考教材
考试主要参考书目：
《水质工程学》，李圭白，张杰主编，中国建筑工业出版社，2005；
《给水工程》（水处理部分），严煦世、范谨初主编，中国建筑工业出版社；
《排水工程》（下册），张自杰主编，中国建筑工业出版社，2000；
《水污染控制工程》，高建耀，顾国维主编，高等教育出版社，2000。
三、考试形式及试卷构成
1、考试形式：闭卷
2、试卷构成
卷面总分150分，其中：
a.基本概念部分：约60分；
b.分析计算部分：约90分；