2024年工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

中國(guó)石油大學(xué)（華東）現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育工程流體靜力學(xué)試驗(yàn)匯報(bào)學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：年級(jí)專(zhuān)業(yè)層次：學(xué)習(xí)中心：提交時(shí)間：1月10曰試驗(yàn)名稱(chēng)流體靜力學(xué)試驗(yàn)試驗(yàn)形式在線模擬+現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐提交形式提交電子版試驗(yàn)匯報(bào)一、試驗(yàn)?zāi)康?.掌握用液式測(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。3.觀測(cè)真空度（負(fù)壓）的生產(chǎn)過(guò)程，深入加深對(duì)真空度的理解。4.測(cè)量油的相對(duì)密度。5.通過(guò)對(duì)諸多流體靜力學(xué)現(xiàn)象的試驗(yàn)分析，深入提高處理靜力學(xué)實(shí)際問(wèn)題的能力。二、試驗(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：?z+p/r=const(1-1-1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)表達(dá)，如下同）；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；2.有密度測(cè)量原理。當(dāng)U型管中水面與油水界面齊平（見(jiàn)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(jiàn)圖1-1-3），取油水界面為等壓面時(shí)，有：Po2+rwH=roH(1-1-2)即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do。圖1-2圖1-3三、試驗(yàn)裝置本試驗(yàn)的裝置如圖1-1所示。1.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)試驗(yàn)裝置圖四、試驗(yàn)環(huán)節(jié)1.了理解一起的構(gòu)成及其使用方法，包括：（1）各閥門(mén)的開(kāi)關(guān)。（2）加壓的措施：關(guān)閉所有閥門(mén)，然後用打氣球充氣。（3）減壓措施：?jiǎn)?dòng)筒底減壓放水閥們11放水（4）檢查儀器與否密封：加壓後檢查測(cè)壓管1,2,8的夜面高程與否恒定。若下降，則查明原因并加以處理。2.記錄儀器編號(hào)及各常數(shù)。3.進(jìn)行試驗(yàn)操作，記錄并處理數(shù)據(jù)。4.量測(cè)點(diǎn)靜壓強(qiáng)。（1）打開(kāi)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)▽o=▽H）（2）打開(kāi)通氣閥4及截止閥7，用打氣球加壓使po>0,測(cè)記▽o及▽H。（3）打開(kāi)減壓放水閥11，使po<0(規(guī)定其中一次pB<0,即▽H<▽B),測(cè)記▽0及▽H。5.測(cè)出測(cè)壓管6插入水杯中水的深度。6.測(cè)定油的相對(duì)密度do。（1）啟動(dòng)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▽H（此過(guò)程反復(fù)進(jìn)行3次）。（3）打開(kāi)通氣閥4，待液面穩(wěn)定後，關(guān)閉所有閥門(mén)，然後啟動(dòng)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▽0及▽H（此過(guò)程反復(fù)進(jìn)行3次）。五、試驗(yàn)匯報(bào)處理1．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/γ,即靜水力學(xué)試驗(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.從試驗(yàn)直接觀測(cè)可知,同一靜止液面的測(cè)壓管水頭線是一根水平線.2．當(dāng)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)(表1-1)為例,此時(shí)

pB/γ=-0.6cm<0,對(duì)應(yīng)容器的真空區(qū)域包括如下三部分:

(1)過(guò)測(cè)壓管液面(Δh=1.2cm)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.

(2)同理,過(guò)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.

(3)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.3．若再備一根直尺，試采用此外最簡(jiǎn)便的措施測(cè)定。最簡(jiǎn)樸的措施,是用直尺分別測(cè)量水箱內(nèi)通大氣的狀況下,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γwhw=γoho,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)徑不小于10mm時(shí),毛細(xì)管影響可以忽視不計(jì),此外,當(dāng)水質(zhì)不好時(shí),σ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θ較大,其h較一般玻璃小.假如用同一根測(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.由于測(cè)量高下壓強(qiáng)時(shí)均有毛細(xì)現(xiàn)象,在計(jì)算壓差時(shí),互相抵消了5．過(guò)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.由于只有所有具有下列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