Описание экспериментальной установки

Работа проводится на установке (приборе Рейнольдса), схема которой приведена на рис. 2.2.

Рис. 2.2. Установка для демонстрации режимов течения жидкости (прибор Рейнольдса):

1, 10 - резервуары, 2 - кран, 3 - бачок с подкрашенной жидкостью, 4 - трубка наполнения напорного резервуара водой, 5, 8 - переливные трубки, 6 - трубочки для подачи подкрашенной жидкости, 7 - стеклянная труба, 9 - конус, 11, 12, 13 и 14 – кран

Установка состоит из двух резервуаров 1 и 10, соединенных стеклянной трубой 7. В резервуар 1 через трубку 4 подается вода из водопровода. Уровень воды в этом резервуаре (сечение 1-1) определяется положением торца трубки 5, через которую часть поступающей в резервуар жидкости подается на слив. В резервуаре 10 установлены четыре переливные трубки 8, соединенные через краны 11, 12, 13 и 14 с системой слива. Положение уровня воды в резервуаре 10 (сечение 2-2) определяется тем, какая из трубок 8 соединена со сливом. За счет разности уровней H в резервуарах 1 и 10 по трубе 7 течет вода со скоростью, определяемой разностью этих уровней. В некотором диапазоне скорость воды можно менять с помощью аналога крана на выходе из трубы за счет изменения положения конуса 9. Это делается при наладке установки; при проведении эксперимента положение конуса 9 не меняется. Вход в трубу 7 выполнен профилированным для того, чтобы устранить нежелательные возмущения жидкости в трубе. В центральную часть трубы 7 на небольшом расстоянии от ее входного сечения через две тонкие трубочки 6 при открытом кране 2 из резервуара 3 подается подкрашенная жидкость. По характеру смешения струек подкрашенной жидкости с водой можно визуально определить режим течения жидкости в трубе. При ламинарном течении (Re<Re_кр=2300) струйки жидкости текут прямолинейно и параллельно оси трубы, слабо размываясь. При увеличении скорости (увеличении H) эти струйки начинают искривляться, интенсивность их размывания увеличивается. Это соответствует началу переходного режима течения (Re~Re_кр=2300). При дальнейшем увеличении скорости воды, когда режим течения становится турбулентным (Re>Re_кр=2300), подкрашенная жидкость быстро смешивается с водой и на небольшом расстоянии от подающих трубочек вода становится равномерно окрашенной по всему объему трубы 7.