流體靜力學(xué)實(shí)驗(yàn)

1、中國石油大學(xué) 流體力學(xué) 實(shí)驗(yàn)報告實(shí)驗(yàn)日期： 成績： 班級： 學(xué)號： 姓名： 教師： 同組者： 流體靜力學(xué)實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1. 掌握用液式測壓計測量流體靜壓強(qiáng)的技能。2. 驗(yàn)證不可壓縮流體靜力學(xué)基本方程，加深對位置水頭、壓力水頭和測壓管水頭的理解。3. 觀察真空度（負(fù)壓）的產(chǎn)生過程，進(jìn)一步加深對真空度的理解。4. 測定油的相對密度。5. 通過諸多流體靜力學(xué)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)分析，經(jīng)一步提高解決靜力學(xué)實(shí)際問題的能力。二、 實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置如圖1-1-1所示。圖1-1 流體靜力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置圖1測壓管；2帶標(biāo)尺的測壓管；3連通管；4通氣閥；5加壓打氣球；6真空測壓管； 7截止閥；8U形測壓管；9油柱；10水

2、柱；11減壓放水閥三、實(shí)驗(yàn)原理1在重力作用下不可壓縮流體靜力學(xué)基本方程。形式一： （1-1-1a）形式二：=+ （1-1-1b）式中 測點(diǎn)在基準(zhǔn)面以上的位置高度； 測點(diǎn)的靜水壓強(qiáng)（用相對壓強(qiáng)表示，以下同）；水箱中液面的表面壓強(qiáng)； 液體的重度； 測點(diǎn)的液體深度。2.油密度測量原理。當(dāng)U形管中水面與油水界面齊平（見圖1-1-2），取取油水界面為等壓面時，有： （1-1-2）另當(dāng)U形管中水面與油面齊平（見圖1-1-3），取油水界面為等壓面時，有：即 （1-1-3）圖1-1-2 圖1-1-3由式（1-1-2）、式（1-1-3）兩式聯(lián)立可解得： 代入式（1-1-2）可得油的相對密度為： （1-1-4）根

3、據(jù)式（1-1-4），可以用儀器（不用額外尺子）直接測得。四、實(shí)驗(yàn)要求1.記錄有關(guān)常數(shù) 實(shí)驗(yàn)裝置編號 No. 10 各測點(diǎn)的標(biāo)尺讀數(shù)為：= 2.1 ； = -2.9 ； = -3.9 ；基準(zhǔn)面選在 測壓管2標(biāo)尺零點(diǎn)所在平面 ；= -2.9 ；= -3.9 ；2分別求出各次測量時，A，B，C，D點(diǎn)的壓強(qiáng)，并選擇一基準(zhǔn)驗(yàn)證同一靜止液體內(nèi)的任意二點(diǎn)C、D的（）是否為常數(shù)?如表1-1中所得數(shù)據(jù)，驗(yàn)證了相對于同一基準(zhǔn)面，同一靜止液體內(nèi)任意兩點(diǎn)C、D的（）為常數(shù)。3求出油的重度。 = 8300 4測出6#測壓管插入小水杯水中深度。 = 4.5 5完成表1-1及表1-2。五、實(shí)驗(yàn)步驟1.了解儀器的組成及其用法

4、，包括：（1）各閥門的開關(guān)。（2）加壓方法：關(guān)閉所有閥門（包括截止閥），然后用打氣球充氣。（3）減壓方法：開啟筒底減壓放水閥11放水。（4）檢查儀器是否密封：加壓后檢查測壓管1,2,8的液面高程是否恒定。若下降，則表明漏氣，應(yīng)查明原因并加以處理。2.記錄儀器編號及各常數(shù)。3.進(jìn)行試驗(yàn)操作，記錄并處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（見表1-1-1和表1-1-2）。4.量測點(diǎn)靜壓強(qiáng)。（1）打開通氣閥4（此時=0），記錄水箱液面標(biāo)高和測壓管2的液面標(biāo)高（此時=）。（2）關(guān)閉通氣閥4及截止閥7，用打氣球加壓使，測記及。（3）打開減壓閥放水閥11，使（要求其中一次，即）,測記及。5.測出測壓管6插入小水杯中水的深度。6.測出

5、油的相對密度。（1）開啟通氣閥4，測記。（2）關(guān)閉通氣閥4，用打氣球加壓（），微調(diào)放氣螺母使U形管中水面與油睡界面齊平（見圖1-1-2），測記及（此過程反復(fù)進(jìn)行3次）。（3）打開通氣閥4，待液面穩(wěn)定后，關(guān)閉所有閥門，然后開啟減壓放水閥11降壓（），使U形管中的水面與油面齊平（見圖1-1-3），測記及（此過程亦反復(fù)進(jìn)行3次）。六、注意事項(xiàng)1.用打氣球加壓、減壓需緩慢，以防液體溢出及油珠吸附在管壁上。打氣后務(wù)必關(guān)閉加壓打氣球下端的閥門，以防漏氣。2.在實(shí)驗(yàn)過程中，裝置的氣密性要求保持良好。表1-1 流體靜壓強(qiáng)測量記錄及計算表實(shí)驗(yàn)條件次序水箱液面測壓管2液面壓力水頭測壓管水頭112.5012.500

6、.0010.4015.4016.4012.5012.50112.5025.2512.7523.1528.1529.1525.2525.25212.5022.6510.1520.5525.5526.5522.6522.65（其中一次）112.5010.20-2.308.1013.1014.1010.2010.20212.307.50-4.805.4010.4011.407.507.50312.251.5010.75-0.604.405.401.501.50表1-2 油相對密度測量記錄及計算表?xiàng)l件次序水箱液面測壓管2液面且U型管中水面與油水交界面齊平112.2024.2312.0312.160.8

7、50212.1524.1512.00312.1024.5512.45且U型管中水面與油面齊平112.059.952.102.15212.009.902.10312.009.752.25七、問題分析1同一靜止液體內(nèi)的測壓管水頭線是根什么線?答：同一靜止液體內(nèi)的測壓管水頭線是一條水平線2當(dāng)時，試根據(jù)記錄數(shù)據(jù)確定水箱內(nèi)的真空區(qū)域。答：當(dāng)時，測壓管2的液面低于水箱中的液面，記這一高度為h，以此作為一等壓面。因此真空區(qū)域有：（1）水箱中該面至水箱液面的區(qū)域?yàn)檎婵沼?。?）真空測壓管6插入小水杯中，館內(nèi)液面高度為h的一段也為真空域。（3）U形管8中氣體與水面以下高為h，一段為真空域。3若再備一根直尺，試采用另外最簡便的方法測定。答：在U形管中，以油水界面作為一等壓面。U形管左部分水和右部分油有如下關(guān)系：，而，則用直尺得到的值后，可得。4如測壓管太細(xì)，對測壓管液面的讀數(shù)將有何影響?答:如果測壓管太細(xì)，產(chǎn)生毛細(xì)現(xiàn)象，由于水的表面張力，使得水面向上彎曲并升高，從而實(shí)驗(yàn)讀數(shù)偏大。5過C點(diǎn)作一水平面，相對管1、2、8及水箱中液體而言，這個水平面是不是等壓面?哪一部分液體是同一等壓面?答：過C點(diǎn)所作的水平面，相對管1、2、8及水箱中的液體而言，不是等壓面，因?yàn)楣?中的液體與