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1、中国石油大学（华东） 工程流体力学 实验报告实验日期：成绩：班级：石工10-12班 学号：姓名:宋胜_教师:王连英 同组者：邓向飞实验一流体静力学实验一、实验目的1. 掌握用液式测压计测量流体静压强的技能。2. 验证不可压缩流体静力学基本方程，加深对位置水头、压力水头和测 压管水头的理解。3. 观察真空度（负压）的产生过程，进一步加深对真空度的理解。4. 测定油的相对密度。5. 通过对诸多流体静力学现象的实验分析，进一步提高解决静力学实际 问题的能力。二、实验装置本实验的装置如图11所示。图1-1流体静力学实验装置图1. 测压管；2.带标尺的测压管；3.连通管；4. 通气阀；5.加压打气球；6
2、.真空测压管；7.截止阀；型测压管；9.油柱；10.水柱；11.减压放水阀；说明：（1）所有测压管液面标高均以标尺（测压管2）零读数为基准。（2）仪器铭牌所注VB，VC，Vd系测点B，C，D的标高。若同时取标 尺零点作为静力学基本方程的基准，则V，V，V亦成为z ， z，z。BCDCCD（3）本仪器中所有阀门旋柄均以顺管轴线为开。三、实验原理1. 在重力作用下不可压缩流体静力学基本方程。形式一：z + =const(1-1-la)y形式二：P=P。+ y(1-1-lb)式中z-测点在基准面以上的位置高度；P测点的静水压强(用相对压强表示，一下同)；P。-水箱中液面的表面压强；y -液体的重度；
3、h一测点的液体深度；2. 油密度测量原理。当u形管中水面与油水界面齐平(见图1-1-2)，取油水界面为等压面时，有：p01=y 广 y 0 H(1-1-2)另当U形管中水面与油面平齐(见图1-1-3)，取油水界面为等压面时，有：p02+y w H=y oH即P02=-y w h2= y o H-yW H (1-1-3)图1-2图1-3四、实验要求1. 记录有关常数实验装置编号各测点的标尺读数为：V =_x10-2m ； V =_ x 10-2m ； V =_x10-2m ；基准面选在测压管2标尺的0刻度线处；z广x10-2m ；常=x10-2m ；2. 分别求出各次测量时，A、B、C、D点的压
4、强，并选择一基准验证同 一静止液体内的任意二点。、。的（z +己）是否为常数.Y3. 求出油的重度。y = N/m3o4. 测出6#测压管插入小水杯水中深度。品6=_ x10-2m五、实验步骤1. 了解仪器的组成及其用法，包括：（1）各阀门的开关。（2）加压方法：关闭所有阀门（包括截止阀），然后用打气球充气。（3）减压方法：开启筒底减压放水阀11放水。（4）检查仪器是否密封：加压后检查测压管1,2,8的液面高程是否恒定。若下降，则表明漏气，应查明原因并加以处理。2. 记录仪器编号及各常数。3. 进行实验操作，记录并处理实验数据（见表1-1-1和表1-1-2 ）。4. 量测点静压强。（1）打开通
5、气阀4 （此时P0=0），记录水箱液面标高v和测压管2的 液面标高（此时v =V）。（2）关闭通气阀4及截止阀7,用打气球加压使P00,测记v及VH。（3）打开减压放水阀11,使PV0 （要求其中一次PbV0,即VH V,测 记及v。5. 测出测压管6插入小水杯中水的深度。6. 测定油的相对密度d0.（1）开启通气阀4,测记v。（2）关闭通气阀4,用打气球加压（p00），微调放气螺母使U形 管中水面与油水界面齐平（见图112 ），测记v及vH （此过程反复进行 3次）。（3）打开通气阀4,待液面稳定后，关闭所有阀门，然后开启减压 放水阀11降压（P0V0），使U形管中的水面与油面齐平（见图11
6、3 ）, 测记v及vH （此过程亦反复进行3次）。六、注意事项1. 用打气球加压、减压需缓慢，以防液体溢出及油珠吸附在管壁上。大 气后务必关闭加压打气球下端的阀门，以防漏气。2. 在实验过程中，装置的气密性要求保持良好七、问题分析1.同一静止液体内的测压管水头线是根什么线答：同一静止液体内的测压管水头线是水平线。2. 当pB 0时，试根据记录数据确定水箱内的真空区域。答：当pB 。12P 0 且 U型管中水面 与油水交界 面齐平1/23P 0 V 0 且 U1型管中水面与油面齐平七、问题分析1. 同一静止液体内的测压管水头线是根什么线答：同一静止液体内的测压管水头线是根等压面的投影形成的水平
7、线。2. 当pB 0时，试根据记录数据确定水箱内的真空区域。答：当PB 0时，即PB/Y0，相应容器的真空区域包括以下三部分：(1)过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的 水体而言，该水平面为等压面，为大气压强，故该平面以上密封的水、气所 占的空间区域，为真空区域。(2)同理，过箱顶小水杯的液面作一水平面， 测压管4中，该平面以上的水体亦为真空区域。(3)在测压管5中，自水面向 下深度某一段水柱亦为真空区。这段高度与测压管2液面低于箱液面的高度 相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等。3. 若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定o。答：关闭空气阀截止阀，用打
8、气球加压使测压管的液面高于水箱液面，U形管中的油面高于水面。读出测压管的高度h0，u形管水面的高度hl，用直尺读出油面高于水面的的高度h3。d0=h3/(h0-h1)4. 如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响答：测压管太细会出现毛细现象，液面会高于或低于原本的高度，对 读数带来误差，影响实验结果。5. 过C点作一水平面，相对管1、2、5及水箱中液体而言，这个水平面是不 是等压面哪一部分液体是同一等压面答：不全是等压面，它仅相对管1、2及水箱中的液体而言，这个水平面才 是等压面。相对管5和水箱中的液体而言，该水平面不是等压面。八、实验总结1. 通过本实验我掌握了液式测压计的使用。2. 通过实验的操作，增强了我们的动手能力，是我对该实验装置有了深一步的 认识3. 实验数据的计算加深了我对静力学平衡方程的理解。4. 通过本次实验对流体静力学现象的实验分析，提高了进一步解决静力学实际 问题的能力。
