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Determination of Reynolds Number
第七組
1
雷諾數測試與計算
組長:B0232046 馮彥明
B0232024 田世平、B0232038 郭羽章
B0232008 廖敏芯、B0232016 林楗德
B0232031 溫國珍、B0314021 張婷毓
指導老師:馮臨惠老師
實驗目錄
2
封面……1
目錄……2
實驗背景……3
實驗目的……4
實驗原理……5
公式推導……6
實驗裝置……7
實驗步驟…….…………8
實驗數據…….…………9
流量計校正….……...11
各組數據比較……...12
問題與討論
實驗心得…….…………9
注意事項…….…………9
3
實驗背景
速度低時,流體運動緩慢平穩層流
Laminar Flow
紊流
Turbulent Flow
速度漸增時,流體產生混亂的渦流
使層流的結構破壞形成混合現象。
4
實驗目的
▶ 觀察流體在圓管中的流動情形
利用墨水 觀察是層流 or 紊流
▶ 瞭解層流與紊流之間的區別,並求其雷諾數
▶ 找出層流轉為紊流的臨界雷諾數
5
實驗原理
在管路中,流體受到各種力的影響
壓力
重力
黏滯力
彈力
表面張力
其中,影響最大為 黏滯力
而雷諾數則為慣性力與黏滯力的比值
Re =
D vρ
μ無因次常數
6
公式推導





D
m
N
D
m
u
uDuAm
uD
N
4
(1)
4
4
1
)1(
Re
2
2
Re




式並簡化帶入即
又
4
2100
2100
4
2100
Re
Re


D
m
D
m
N
N



即
4
4000
4
2100
40002100 Re
 D
m
D
N


即
4
4000
m
4000Re
D
N


即
7
實驗裝置
8
實驗步驟
9
實驗數據
實驗
次數
刻度
(L/min)
時間
(s)
重量
(kg)
水流率
(kg/s)
體積流速
(m3/s)
平均流速
(m/s)
雷諾數
1 1 10.17 0.12 0.01180 1.18× 10−5 0.01229
2 1 10.40 0.12 0.01154 1.16× 10−5 0.01208
3 1 10.23 0.12 0.01173 1.18× 10−5 0.01229
4 2 10.28 0.30 0.02918 2.93× 10−5 0.03052
5 2 10.16 0.30 0.02952 2.96× 10−5 0.03083
6 2 10.20 0.30 0.02941 2.95× 10−5 0.03073
7 3 10.28 0.50 0.04864 4.88× 10−5 0.05080
8 3 10.12 0.50 0.04941 4.96× 10−5 0.05166
9 3 10.35 0.46 0.04444 4.46× 10−5 0.04646
水溫:27.5゚C
水黏度:8.36507× 10−4
(Pa ∙ S)
水密度:996.4 (kg/m3)
圓管直徑:0.035m
實驗
次數
刻度
(L/min)
時間
(s)
重量
(kg)
水流率
(kg/s)
體積流速
(m3/s)
平均流速
(m/s) 雷諾數
10 4 10.08 0.66 0.06548 6.57× 10−5 0.06844 2853.29
11 4 10.39 0.66 0.06352 6.37× 10−5 0.06635 2766.16
12 4 10.32 0.62 0.06008 6.03× 10−5 0.06281 2618.57
13 5 10.34 0.80 0.07740 7.77× 10−5 0.0809 3372.75
14 5 10.29 0.80 0.07770 7.80× 10−5 0.0813 3389.43
15 5 10.42 0.80 0.07678 7.71× 10−5 0.0803 3347.74
16 6 10.07 1.00 0.01013 1.02× 10−4 0.1063 4431.69
17 6 10.22 0.98 0.09780 9.82× 10−5 0.1023 4264.92
18 6 10.18 0.98 0.09630 9.66× 10−5 0.1006 4194.05
19 6.8 10.39 1.14 0.1097 1.10× 10−4 0.1146 4777.72
20 6.8 10.40 1.18 0.1135 1.14× 10−4 0.1188 4952.82
21 6.8 10.34 1.16 0.1122 1.13× 10−4 0.1177 4906.96
10
刻度
(L/min)
平均流速
(m/s)
1 0.01222
2 0.03069
3 0.04964
4 0.06587
5 0.08083
6 0.1031
6.8 0.1170
流量計校正
11
實驗心得
做完這個實驗後,我們更瞭解層流和紊流實際
上的差別了,不然因為平常只看得到數字,對於層
流、紊流都只能靠想像的。而對於實習得出的雷諾
數與講義上的數字有些吻合也覺得十分有成就感。
從和其他組別數據上的差異也能瞭解到我們在操作
上有哪些不同點才會導致各組數據之間有差異,這
次的實習收穫真的很多!
注意事項
▶ 觀察數值需要多人分工合作
▶ 注意閥的問題,不要讓墨汁流入儲水槽中,
否則就無法重複使用水了
▶ 流量計校正,流量計會變動,要等到流量計
刻度最穩定的時候才開始計時
The End

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