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1、本文格式为Word版，下载可任意编辑1水力学实验指导书 第一节 静水压强测验 一、测验目的与要求 1. 查看在重力作用下，液体中任意两点A、B的位置高度（水头）z、测压管高度（或真空度） p?和测压管水头H(H?z?p?)，验证静水压强公式。加深理解水静力学 根本方程式的物理意义和几何意义，理解位置水头、压强水头及测压管水头等根本概念； 2. 学习使用液体压力计测压强，测量当p0?pa(pa为大气压强)、p0?pa、p0?pa时的A、B两点的十足压强和相对压强。 3. 测定外观压强的真空度，加深对真空压强、真空度的理解； 4. 学习测量液体比重的方法。 二、测验装置 静水压强测验装置如图1所示
2、。 4#6 #5 #4 #3 #2 #113P0Z0Z6Z4Z2Z12hh酒精Z3AZ5B图1 静水压强测验装置图 1.水箱；2.测压管；3.升降调压筒；4.气门。 三、测验原理 水静力学议论静水压强的特性、分布规律及如何根据静水压强的分布规律来确定静水总压力。 1 （一）静水压强的特性 流体静止时不承受切应力，一旦受到切应力时就产生变形。从这个定义启程，可以认为在静止的液体内部，全体的应力都是正交应力。因此，静水压强具有两个特性： 1. 静水压强的方向与受压面垂直并指向受压面； 2. 任一点静水压强的大小和受压面的方向无关，或者说作用于同一点上的各方向的静水压强大小相等。 （二）静水压强的根
3、本方程 在重力作用下，处于静止状态下的不成压缩均质液体，其根本方程为， Z1?p1?Z2?p2?C（常数） 式中，Z单位重量液体相对于基准面的位置高度，称位能或位置水头； p单位重量液体的压能或压强水头； ?p1,p2静止液体中任意两点的静水压强； ?液体的容重。 该方程说明静止液体中任意一点的单位位能和单位压能之和为常数。 该方程也可以写为， p?p0?h 上式说明在静止液体中，液面下任一点的静水压强等于液面压强与从该点到液面的单位面积上的液体重量之和。液面压强遵循巴斯加原理，将等值地传递到液体内部全体各点上。所以外观压强为确定值时，静水压强是水深的函数，即只随水深变化。 四、测验方法与步骤
4、 1. 开启箱顶气门，使箱内水面压强p0?pa（pa大气压强），查看各测压管水面位置，找出等压面。 2. 关闭箱顶气门，升高调压筒，使P0Pa，等水面稳定后，记录各测压管读数，变更P0，重复3次。 3. 降低调压筒，使P0Pa，当水面稳定后记录各测管读数。变更P0，重复3次。 4. 记录A、B点到基准面的高度ZA、ZB，那么测压管水头为， ZA?ZB?pA?pB?H ?H ?对比每次测的H值，可以验证测压管水头是否一致。 5. 将测出的测压管水面高程差乘以液体容重，可以算出箱内水外观压强P0值（相 2 对压强），并验证静水压强公式，计算其他液体的容重， p0?(Z4?Z3)?(Z6?Z5) ?
5、(Z4?Z3) Z6?Z5式中，?水的容重，?酒精的容重。 五、测验成果及要求 测验装置台号NO._ A点标高读数：ZA= 表1 静水压强测验记录计算表 单位：cm, N/m 状 测态 次 Z1 p0 1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z1-ZA pA Z4-Z3 p0 Z6-Z5 测压管标高读数 计 算 结 果 3 Z4?Z3 Z6?Z5 ? 大 2 于 pa p0 3 1 小 2 于 pa 3 六、测验分析与议论 1. 用测验结果说明，重力作用下静止液体压强的根本规律。 2. 外观压强P0的变更，基准面00线位置的变更，对A、B两点的位置水头与压强水头有什么影响?对真空度有什么影响? 3.
6、 相对压强与十足压强、相对压强与真空度是什么关系? 4. 如何选择等压面?水平面与测压管相交的面是不是等压面?确定等压面的充分条件有哪些? 3 其次节 能量方程（伯诺里方程）测验 一、测验目的与要求 1. 验证不成压缩液体恒定总流的能量方程； 2. 通过对水动力学诸多水力现象的测验分析研讨，进一步掌管有压管流中水动力学的能量转换特性； 3. 绘出各断面测压管水头线和总水头线以及梦想液体总水头线。通过分析对比，加深对能量守恒与转换定律的理解，并建立起沿程水头损失和局部水头损失的概念； 4. 掌管流速、流量、压强等水动力学水力要素的测验量测技能。 二、测验装置 测验装置如图2所示。 4561012
7、347811126811579101312141513165971819911131517191317321 图2 自循环伯诺里方程测验装置图 1.自循环供水器；2.测验台；3.可控硅无级调速器；4.溢流板；5.稳水孔板；6.恒压水箱；7.测压计；8.滑动测量尺；9.测压管；10.测验管道；11.测压点；12.毕托管；13.测验流量调理阀。 说明： 本仪器测压管有两种： 1. 毕托管测压管（表2中标*的测压管），用以测读毕托管探头对准点的总水头 4 pv2u2须留神一般处境下H?与断面总水头H(?Z?（因一H(?Z?)，)不同 ?2g?2gp般u?v），它的水头线只能定性表示总水头变化趋势。
8、2. 普遍测压管（表2中未标*的测压管），用以定量量测测压管水头。 测验流量用阀13调理，流量由体积时间法（量筒、秒表另备）、重量时间法（电子称另备）或电测法测量（以下测验雷同）。 三、测验原理 根据能量守恒与转换原理验证能量方程。 运动着的水流具有三种形式的能量：位能、压能和动能。在运动过程中，这三种形式的机械能可以彼此转化，但是总的机械能是守恒的。实际液体恒定总流的能量方程可写为， z1?p1?1v122g?z2?p2?2?2v22g?hw 式中，z总流过水断面上单位重量液体所具有的平均位能，又称为位置水头； p过水断面上单位重量液体所具有的平均压能，它反映了过水断面上各点平均动?水压强所
9、对应的压强高度，(z?v22gp?)称为测压管水头； 过水断面上单位重量液体所具有的平均动能，一般称为流速水头； hw单位重量液体从一个过水断面流至另一过水断面抑制水流阻力做功所损失的 平均能量，一般称为水头损失。 在水力学中，习惯上把单位重量液体所具有的总机械能（位能、压能、动能的总和）称为总水头，并以H表示，即， H?z?p?v22g 在测验管路中沿管内水流方向取n个过水断面。可以列出进口断面（1）至另一断面（i）的能量方程式(i?2,3,?,n) z1?p1?2?1v12g?zi?pi?ivi22g?hw1?i p取?1?2?n?1，选好基准面，从已设置的各断面的测压管中读出z?测出通过管路的流量，即可计算出断面平均流速v及 ?v22g?值， ，从而可得到各断面测管水头 5 7
