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雷諾數測試與計算

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雷諾數測試與計算

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雷諾數測試與計算

  1. 1. 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
  2. 2. 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. 3. 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. 4. 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. 5. 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. 6. 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. 7. 7 實驗裝置
  8. 8. 8 實驗步驟
  9. 9. 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
  10. 10. 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
  11. 11. 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
  12. 12. 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!
  13. 13. 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
  14. 14. The End

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