流體力學試驗實驗1雷諾數試驗

Abstract

西元一八八三年，英國人Osbourne Reynolds將有色液體注入透明管內之流動流體中，他發現當流量小時，管內之染色液體從頭到尾始終為一條清晰可見的細紋；可是當流量漸次增大，有色液體開始呈現不穩定狀，由波浪狀變成最後的渾濁不清。在流體力學中將前者之流動狀況稱為層流(Laminar Flow)，而後者稱為紊流(Turbulent Flow)。在圓管中雷諾數Re<2100為層流，當雷諾數Re>4000為亂流，而當雷諾數介於2100至4000之間時，為一過渡流況，此時非層流但也不是真正的紊流，為一轉變過程的過渡流況。 雷諾數是計算出來的數值，而流況則是用肉眼觀察的結果。 在本次試驗中，我們將在2種不同口徑的管子中施放顏料，並以肉眼觀察顏料的流動狀況，另外配合流量的資料來計算出雷諾數。將肉眼觀察的結果配合雷諾數來比對，藉此看出雷諾數與流況的關連性。 最後我們由實驗結果可知，如果雷諾數不是在很極端的狀況，而流況通常都是以轉變流出現，這是一種數據與現實的落差。 另外，在本次實驗中，我覺得小管子的變化比大管子明顯，這是因為在相同流量下，小管子的雷諾數會比較大，也就是小管子的變化較為明顯。