流體層流流速分布曲線示蹤液體配制

摘 要：牛頓流體與非牛頓流體層流流速分布存在一定的差異，為了直觀演示牛頓流體和非牛頓流體流動(dòng)的差異，自行研制了一種示蹤液體，經(jīng)自制的演示儀器演示表明，示蹤液體具有良好的演示效果。

關(guān)鍵詞：示蹤液牛頓流體非牛頓流體流速差異

中圖分類號(hào)：P641.7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-098X(2011)05(b)-0085-01

示蹤液體(物)是水力學(xué)、流體力學(xué)教學(xué)及其研究中常用的輔助液體(物)，1983年英國(guó)科學(xué)家雷諾通過(guò)有色液體成功的揭示了流體在流動(dòng)中存在著兩種內(nèi)部結(jié)構(gòu)完全不同的流態(tài)—— 層流和紊流[1];20世紀(jì)60年代美國(guó)斯擔(dān)福大學(xué)的克蘭教授通過(guò)氫氣泡示蹤成功的揭示了湍流的猝發(fā)現(xiàn)象[2]。因此，示蹤液體(物)對(duì)于流體力學(xué)、水力學(xué)及相關(guān)學(xué)科的研究具有重要的意義。

在流體力學(xué)、水力學(xué)層流和紊流流態(tài)演示時(shí)，一般采用酚酞溶液(固體酚酞經(jīng)酒精溶液溶解)與NaOH的混合溶液作為示蹤液，它利用了酚酞溶液遇堿變紅的特性。在流體層流流速分布演示中，因流體流速較慢，酚酞溶液與NaOH混合溶液的擴(kuò)散、漂移現(xiàn)象比較嚴(yán)重，不能很好的演示層流流速分布的狀態(tài)，因此，為演示牛頓流體(水)和非牛頓流體(黃原膠溶液)的層流流速分布差異，作者自行研制了一種示蹤液體，經(jīng)自制的演示儀器演示表明，示蹤效果良好。

1 示蹤液的配制及演示效果

為了演示牛頓流體和非牛頓流體層流流速分布的差異，課題組自行設(shè)計(jì)加工了一個(gè)演示儀器[3]，見(jiàn)圖1。演示儀器主要是由上部水箱、兩個(gè)平行的演示管、示蹤液加入裝置、下部水箱及水泵組成。……