工程流体力学实验报告（3代学生样版）(7)

节。流量由智能化数显流量仪测量，使用时须先排气调零，所显示为一级精度瞬时流量值，详见伯努利方程实验。水温由数显温度计测量显示。 三、 实验原理

1883年, 雷诺(Osborne Reynolds)采用类似于图1所示的实验装置，观察到液流中存在着层流和湍流两种流态：流速较小时，水流有条不紊地呈层状有序的直线运动，流层间没有质点混掺，这种流态称为层流；当流速增大时，流体质点作杂乱无章的无序的直线运动，流层间质点混掺，这种流态称为湍流。雷诺实验还发现存在着湍流转变为层流的临界流速vc，vc与流体的粘性?、园管的直径d有关。若要判别流态，就要确定各种情况下的vc值，需要对这些相关因素的不同量值作出排列组合再分别进行实验研究，工作量巨大。雷诺实验的贡献不仅在于发现了两种流态，还在于运用量纲分析的原理，得出了量纲为一的判据——雷诺数Re，使问题得以简化。量纲分析如下：

因 vc?f(?,d)

根据量纲分析法有

vc?kc?1d其中kc是量纲为一的数。 写成量纲关系为

[LT]?[LT]1[L]2 由量纲和谐原理，得?1 = 1 ，?2 = -1 。 即 vc?kc?12?1???2