流體靜力學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告終結(jié)版

流體靜力學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告終結(jié)版中國(guó)石油大學(xué)（華東）流體靜力學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)日期：2011.3■仃成績(jī)： 班級(jí)：石工09-8學(xué)號(hào)：09021374姓名：李陸偉教師:王連英同組者： 李凱蔣光磊實(shí)驗(yàn)一、流體靜力學(xué)實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆沼靡菏綔y(cè)壓及測(cè)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(duì)位置水頭，壓力水頭和測(cè)壓管水頭的理解。觀察真空度（負(fù)壓）的生產(chǎn)過程，進(jìn)一步加深對(duì)真空度的理解。測(cè)量油的相對(duì)密度。5■通過對(duì)諸多流體靜力學(xué)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)分析，進(jìn)一步提高解決靜力學(xué)實(shí)際問題的能力。二、 實(shí)驗(yàn)裝置本實(shí)驗(yàn)的裝置如圖1-1所示。否 1 101.測(cè)壓管 ;2.代表吃的測(cè)壓管 ；3.連通管 ;4.通氣閥 ;5.加壓打氣球 ；6.真空測(cè)壓管 ;7.截止閥 ;8.U型測(cè)壓管 ；9.油柱 10.水柱 ;11.減壓放水閥 圖1-1 流體靜力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置圖三、實(shí)驗(yàn)原理在重力作用下不可壓縮流體靜力學(xué)基本方程。形式一：z+p/r=const (1-1-1a)形式二：P=po+rh (1-1-1b)式中 z—測(cè)點(diǎn)在基準(zhǔn)面上的位置高度；P—測(cè)點(diǎn)的靜水壓強(qiáng)(用相對(duì)壓強(qiáng)表示，以下同)；Po —水箱中液面的表面壓強(qiáng)；r —液體的重度；h —測(cè)點(diǎn)的液體深度；有密度測(cè)量原理。當(dāng)U型管中水面與油水界面齊平(見圖1-1-2)，取油水界面為等壓面時(shí)，有：Po1=rwh1=roH另當(dāng)U型管中水面與油面齊平(見圖1-1-3),取油水界面為等壓面時(shí)，有：Po2+rwH=roH(1-1-2)Po2=-rwh2=roH-rwH（1-1-3）由式（1-1-2），式（1-1-3）兩式聯(lián)立可解得：H=h1+h2代入式（1-1-2）可得油的相對(duì)密度do為：do=ro/rw=h1/（h1+h2）（1-1-4）根據(jù)式（1-1-4）,可以用儀器直接測(cè)得doAA四、實(shí)驗(yàn)要求?記錄有關(guān)常數(shù)實(shí)驗(yàn)裝置編號(hào)No. 各測(cè)點(diǎn)的標(biāo)尺讀數(shù)為：'、B= 2.1 10-2m； '、C=-2.9 10-2m； —=-5.3 10-2m；基準(zhǔn)面選在 測(cè)壓管2標(biāo)尺零點(diǎn)所在界了了解一起的組成及其用法，包括：（1） 各閥門的開關(guān)。（2） 加壓的方法：關(guān)閉所有閥門，然后用打氣球充氣。（3） 減壓方法：開啟筒底減壓放水閥們11放水（4） 檢查儀器是否密封：加壓后檢查測(cè)壓管1,2,8的夜面高程是否恒定。若下降，則查明原因并加以處理。記錄儀器編號(hào)及各常數(shù)。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，記錄并處理數(shù)據(jù)。量測(cè)點(diǎn)靜壓強(qiáng)。（1） 打開通氣閥4（此時(shí)po=0），記錄水箱液面高標(biāo)▽0和測(cè)壓管的液面標(biāo)高▽H（此時(shí)▽bH）（2） 打開通氣閥4及截止閥7,用打氣球加壓使po>0測(cè)記▽O及Ho（3） 打開減壓放水閥11,使po<0（要求其中一次pB<0,即^HCB）,測(cè)記▽0及廠Ho測(cè)出測(cè)壓管6插入水杯中水的深度。測(cè)定油的相對(duì)密度do。（1） 開啟通氣閥4,測(cè)記▽0.（2） 關(guān)閉通氣閥4,用打氣球加壓（po>0）,|微調(diào)放氣螺母使U型管中水面與液面齊平，測(cè)記▽0及廠H(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(po<0)，使U型管中水面與油面相齊平，測(cè)記廠0及廠H(此過程反復(fù)進(jìn)行3次)<六、注意事項(xiàng)用打氣球加壓，減壓需緩慢，以防液體溢出及油滴吸附在管壁上。打氣后務(wù)必關(guān)閉加壓氣球下端的閥門，以防漏氣。在實(shí)驗(yàn)過程中，裝置的氣密性要求保持良好。實(shí)驗(yàn)條件次序水箱液面Vo/(10-m)測(cè)壓管2液面味/（10~m）壓力水頭測(cè)壓管水頭/(10~m)/(10~m)號(hào)事H凡/(10~m)/(10~m)Zc+衛(wèi)C7/(10~m)z+PdZd T/(10訃)Po=0114.014.0011.916.919.314.014.0Po>0113.825.011.222.927.930.313.825.0213.830.016.227.932.935.313.830.0Po<0（其中一次Pb<o）113.910.0-3.97.912.915.313.910.0213.96.0-7.93.98.911.313.96.0313.91.0-12.9-1.13.96.313.91.0表1-2油相對(duì)密度測(cè)量記錄及計(jì)算表?xiàng)l件次序水箱液面巳/（10F測(cè)壓管2液面Vh/（10詁）hi=幾一亂/(10^m)hi/(10^m)h2=^0-燈H_2/(10m)h2/(10^m)、化hid°— ——-；'w hi+h2p°>0且u型管中水面與油水交界面齊平113.924.210.310.4X/0.832213.924.410.5313.924.310.4p0￡0且U型管中水面與油面齊平113.911.8//2.12.1213.911.82.1313.811.72.1七、問題分析?同一靜止液體內(nèi)的測(cè)壓管水頭線是根什么線？測(cè)壓管水頭指z+p/丫即靜水力學(xué)實(shí)驗(yàn)儀顯示的測(cè)壓管液面至基準(zhǔn)面的垂直高度.測(cè)壓管水頭線是指測(cè)壓管液面的連線.從實(shí)驗(yàn)直接觀察可知，同一靜止液面的測(cè)壓管水頭線是一根水平線.?當(dāng)pb<0時(shí)，試根據(jù)記錄數(shù)據(jù)確定水箱內(nèi)的真空區(qū)域。以p0<0時(shí)，第二次B點(diǎn)測(cè)量數(shù)據(jù)俵1-1)為例,此時(shí)pB/丫=.6cm<0才目應(yīng)容器的真空區(qū)域包括以下三部分：過測(cè)壓管液面(△h=1.2cn做一水平面，由等壓原理知，相對(duì)測(cè)壓管及水箱內(nèi)的水體而言，該水平面為等壓面，均為大氣壓強(qiáng)，故該平面以上由密封的水/氣所占的空間區(qū)域，均為真空區(qū)域.同理，過箱頂小水杯的液面作一水平面，真空測(cè)壓管中，該平面以上的區(qū)域也是真空區(qū)域.在U形測(cè)壓管5中，自水面向下深度為12.8cm的一段水柱也是真空區(qū).這段高度與測(cè)壓管液面低于水箱液面的高度相等，亦與真空測(cè)壓管液面高于水杯液面高度相等，均為12.8cm.?若再備一根直尺，試采用另外最簡(jiǎn)便的方法測(cè)定do。最簡(jiǎn)單的方法，是用直尺分別測(cè)量水箱內(nèi)通大氣的情況下，U形測(cè)壓管油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度hw和ho,由式Y(jié)whwYoh(從而求得do.4.如測(cè)壓管太細(xì)，對(duì)測(cè)壓管液面的讀數(shù)將有何影響？一般說(shuō)來(lái)，當(dāng)玻璃測(cè)壓管內(nèi)徑大于10mm時(shí)，毛細(xì)管影響可以忽略不計(jì)，另外，當(dāng)水質(zhì)不好時(shí)，減小，毛細(xì)高度較純凈水也減小，當(dāng)采用有機(jī)玻璃管作為測(cè)壓管時(shí)，浸潤(rùn)角（較大，其h較普通玻璃小.如果用同一根測(cè)壓管測(cè)量液體相對(duì)壓差值，則毛細(xì)現(xiàn)象無(wú)任何影響.因?yàn)闇y(cè)量高低壓強(qiáng)時(shí)均有毛細(xì)現(xiàn)象，在計(jì)算壓差時(shí)，相互抵消了■5.過C點(diǎn)作一水平面，相對(duì)管1、2、5及水箱中液體而言，這個(gè)水平面是不是等壓面？哪一部分液體是同一等壓面？不全是等壓面，它僅相對(duì)于1,2及水箱中的液體而言，這個(gè)水平面才是等壓面.因?yàn)橹挥腥烤邆湎铝?5個(gè)條件的平面才是等壓面（1）重力液體（2）靜止（3）連通（4）連通介質(zhì)為同一均勻液體（5）同一水平面.而管5與水箱之間不符合條件（4），因此，相對(duì)管5和水箱中的液體而言，該水平面不是等壓面.八、心得體會(huì)通過這次試驗(yàn)，讓我更深刻的體會(huì)到了流體靜力學(xué)的奧妙，也驗(yàn)證了流體在重力作用下的平衡作用，很好的將基本理論與實(shí)驗(yàn)聯(lián)系起來(lái)，也對(duì)相關(guān)公式有了更深的理解，更再次體會(huì)到了團(tuán)隊(duì)合作的重要性，在此，也謝謝指導(dǎo)老師! ； ZC=-2.9 102m； ZD=-5.3 10-2m；2.分別求出各次測(cè)量時(shí)，A、B、C、D點(diǎn)的壓強(qiáng)，并