靜水壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)、1

流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)編號(hào)：01實(shí)驗(yàn)名稱：靜水壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)系別：動(dòng)力工程系專業(yè)：建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程班級：建環(huán)1421姓名：徐瑞甫學(xué)號(hào)：1442102130時(shí)間：2016年4月23日—?實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?） 通過測量靜止水中任意點(diǎn)的壓強(qiáng)，掌握使用測壓管側(cè)量流體靜壓強(qiáng)的技能。2） 通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步理解位置水頭、壓強(qiáng)水頭及測壓管水頭的基本概念，驗(yàn)證不可壓縮流體靜力學(xué)基本方程，加深對等壓面的理解，加深對絕對壓強(qiáng)、相對壓強(qiáng)和真空的理解。3） 能夠利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求解靜力學(xué)基本方程中的相關(guān)參數(shù)。二.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Z+斗=constp=Pn+州1/ 或F / （4-1）式中：Z—被測點(diǎn)相對于基準(zhǔn)面的高度（位置水頭），m；P7為壓強(qiáng)水頭，m;P一為被測點(diǎn)的靜水壓強(qiáng)，用相對壓強(qiáng)表示，Pa；P。一水箱中頁面的表面壓強(qiáng)，Pa；，—為液體容重，N/m3；h為被測點(diǎn)的液體深度（被測點(diǎn)距離自由液面的豎直深度），m；位置水頭與壓強(qiáng)水頭的和稱為測壓管水頭。圖1水面和油水面齊平圖圖1水面和油水面齊平圖2水面和油面齊平（2）根據(jù)上述公式，對裝有水和油（見圖1及圖2）的U形測管，應(yīng)用等c_■_n壓面原理，可以測量計(jì)算出油和水的比重s。（°wA+垣）,從而求得油的容重為。當(dāng)u形管中水面和油水界面齊平，如圖1所示，取其頂面為等壓面，有Poi=AA=-oH當(dāng)U形管中水面和油面齊平，如圖2所示，取其油水界面為等壓面，則有Po2=rJi=roH由左側(cè)測壓管可得P02=一計(jì)2,所以/oH=/wH-7^2聯(lián)立上面方程得/g—h7w 2因此，可通過儀器（不用另外測量工具）直接測得R=兀=m—7w一場+1】2三.實(shí)驗(yàn)器材：1—溟u壓胃32——帶標(biāo)尺溟U壓宣？3——連洶餡、4一克空瀕J壓官35——。彩汝可壓價(jià)36——_iffi氣成I37力口壓^扣'氣球38—禱止g珥39——為白4^310一水柱多11——。成居成正^埸規(guī)范：1.在裝置中，所有測壓管液面標(biāo)高均已標(biāo)尺（測壓管2）零讀數(shù)為基準(zhǔn)儀器銘牌所注Vb、V、Vd為測點(diǎn)B、C、D標(biāo)高若同時(shí)取標(biāo)尺零點(diǎn)作為靜力學(xué)基本方程的基準(zhǔn)，則戲、V、Vd也為zb、JR本儀器所有閥門旋柄順管軸線為開。a、b、c為測點(diǎn)B、C、D距離容器內(nèi)部底面的距離；使用加壓打氣球用力要柔和、均勻，切記動(dòng)作過猛或突然加壓;讀取測壓管讀數(shù)時(shí)，一定要等液面穩(wěn)定后再讀，并使視線與液面最低處處于同一水平面上；實(shí)驗(yàn)完畢后，打開通氣閥，使容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)與外部大氣壓一致，然后再關(guān)閉通氣閥；閥門要定期加黃油，以保證氣密性良好；定期用洗潔精清洗U形管;容器內(nèi)正常液面高度應(yīng)該在B點(diǎn)之上A點(diǎn)之下。實(shí)驗(yàn)步驟:a.驗(yàn)證靜力學(xué)基本方程熟悉實(shí)驗(yàn)儀器的組成及用法，并且檢查儀器密封性。打開通氣閥(po=0),記錄水箱液面標(biāo)高Vo和測壓管2液面標(biāo)高Vh(V°=Vh)。關(guān)閉通氣閥<6>及截止閥<8>,加壓形成po>0,測量并記錄V。及\7田依次測量三組。打開減壓放水閥01>,使形成po<0(要求其中一次號(hào)V0,即而)，測量并記錄Vo和\7土依次測三次。b.求油的容重開啟通氣閥<6>,測量并記錄V。.關(guān)閉通氣閥<6>,打氣加壓<7>(p0>0),微調(diào)放氣螺母使U形管中水面與油水交界面齊平，測量并記錄V。和Vh，依次測三次。打開通氣閥<6>,待液面穩(wěn)定后，關(guān)閉所有閥門;然后開啟減壓放水閥降壓<11>(p0<0),使U形管中水面與油水交界面齊平，測量并記錄V。和依次測三次。五.實(shí)驗(yàn)記錄、數(shù)據(jù)處理：各測點(diǎn)標(biāo)尺讀數(shù)為：VB=2.10cm VC=-2.90cmVD=-5.90cmyw=9.8X10-3N/cm3靜水壓強(qiáng)測■記錄及計(jì)算表實(shí)驗(yàn)條件次序水箱液面VO測壓管液面VH壓強(qiáng)水頭測壓管水頭pa/7=Vh-VoPb/7=Vh-Vbpc/7=Vh-Vcp"7=Vh-VdZc+pc/yZd+pc/y

po=O110.110.108131610.17.1po>O11016.56.514.419.422.416.512.529.92212.119.924.927.9221939.928.518.626.431.434.428.525.5po<O19.719.1-0.6712159.16.129.66.8-2.84.79.712.76.83.839.52.9-6.60.85.88.82.9-0.1注：表中基準(zhǔn)面選在標(biāo)尺零■點(diǎn) Zc=-2.90cmZd=-5.90c?油容重測量記錄及計(jì)算表?xiàng)l件次序水箱液面標(biāo)尺讀數(shù)Vo測定管2液面標(biāo)尺讀數(shù)Vhhl=VH-Vo平均hlh^VO-2.38VH平均h2So=Yo/yr=hl/hl+h2（都取平均）po>O且U型管中水面和油水界面齊平19.924.814.915.2So=0.85970=8.232X10-3M/cm329.725.215.539.925.115.2po<O且U型管中水面和油面齊平1107.42.62.529.9732.639.77.423六.問題討論：1.流體重度與密度的關(guān)系:y=pgz+E=c流體靜力學(xué)基本方程的物理意義:/2、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)的測壓管水頭線是根等壓面的投影形成的水平線。3、 當(dāng)口Pb〈°時(shí),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)Pb<。時(shí)，即%<0,相應(yīng)容器的真空區(qū)域包括以下三部分：、過測壓管2液面作一水平面，由等壓面原理知，相對測壓管2及水箱內(nèi)的水體而言，該水平面為等壓面，為大氣壓強(qiáng)，故該平面以上密封的水、氣所占的空間區(qū)域，為真空區(qū)域。同理，過箱頂小水杯的液面作一水平面，測壓管4中，該平面以上的水體亦為真空區(qū)域。在測壓管5中，自水面向下深度某一段水柱亦為真空區(qū)。這段高度與測壓管2液面低于箱液面的高度相等，亦與測壓管4液面高于小水杯液面高度相等。4、 如測壓管太細(xì)，對測壓管液面的讀數(shù)將有何影響？答：測壓管太細(xì)會(huì)出現(xiàn)毛細(xì)現(xiàn)象，液面會(huì)高于或低于原本的