实验一流体静力学实验.doc

实验一 流体静力学实验 一、实验目的要求 1.掌握用测压管测量流体静水压强的技能； 2.验证不可压缩流体静力学基本方程； 3.测定油的密度； 4.通过对诸多流体静力学现象的实验分析研讨，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1.1所示。 图1.1 流体静力学实验装置图 1.测压管；2.带标尺测压管；3.连通管；4.真空测压管；5.U型测压管； 6.通气阀；7.加压打气球；8.截止阀；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带标尺测压管2的零点高程为基准； 2.仪器铭牌所注B、C、D系测点B、C、D标高；若同时取标尺零点作为静力学基本方程的基准，则B、C、D亦为zB、zC、zD； 3.本仪器中所有阀门旋柄顺时针为开，逆时针为关。 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 或　　　　 (1.1) 式中：z——被测点在基准面以上的位置高度； P——被测点的静水压强（用相对压强表示，以下同）； po——水箱中液面的表面压强； ——液体密度； H——被测点的液体深度。 2.油库液位测量原理 油库液位检测原理如图1.2所示，图中管AB内充满压缩空气，若测定测压管中的水柱h，既可由下式1.2确定油库液位高度H。 (1.2) 图1.2 油库液位检测装置图 本实验采用图1.1所示的实验装置，将4号测压管端的小水杯模拟油库，水杯内液体为水，要求测量油库的液位高度H。 3.油密度测量原理 利用测压管2的自带标尺测量。先用加压打起球7打气加压使U型测压管5中的水面与油水交界面平齐，如图1.3a所示，有 再打开减压放水阀11降压，使U型测压管5中的水面与油面平齐，如图1.3b所示，有 联立以上两式则有 （1.3） (b) 图1.3 油密度的测量方法图 四、实验方法与步骤 1.搞清仪器组成及其用法。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 开启桶底阀11放水； 4)检查仪器是否密封 加压后检查测管1、2、5液面高程是否恒定。若下降，表明漏气，应查明原因并加以处理。 2.记录仪器号No.及各常数(记入表1.1)。 3.量测点静压强(各点压强用厘米水柱表示)。 1)打开通气阀6(此时po=0)，记录水箱液面标高0和测管2液面标高H(此时0=▽H)； 2)关闭通气阀6及截止阀8，加压使之形成Po0,测记0及H； 3)打开放水阀11，使之形成po0(要求其中一次0,即H▽B),测记0 及H。 4.测出油库的液位高度H（4＃测压管插入小水杯中的深度）。 如图1.1所示的实验装置，将4号管端的小水杯模拟为油库，其中4号管伸至杯底。并闭阀6、11，开启阀8及加压打气球7的进气阀。打气加压至测管4向水杯冒气，此时测管2的液位升至最高，读出测管2液面H。打开阀门6，测0、H与0的高差即为油库液位高差。 5.测定油的密度。 1)开启通气阀6，测记0； 2)关闭通气阀6，打气加压（p00），微调放气螺母使U形管中水面与油水交界面齐平(图1.2)，测记0及H(此过程反复进行3次)； 3)打开通气阀，待液面稳定后，关闭所有阀门；然后开启放水阀11降压（p00），使U型管中的水面与油面齐平(图1.3)，测记及0及H(此过程亦反复进行3次)。 五、实验成果及要求 1. 记录有关常数。 实验装置台号No.__________ 各测点的标尺读数为： B= cm,▽C= cm,▽D = cm。 2. 分别求出各次测量时，A、B、C、D点的压强，并选择一基准检验同一静止液体内的任意二点C、D的是否为常数。表1.1 3. 测定油的密度。见表1.2。 4. 测出4#测压管插入小水杯中深度H。表1.1流体静压强测量记录及计算表 单位：cm 实验 条件 次序 水箱液面0 测压管液面H 压强水头 测压管水头 P0＝0 1 p00 1 2 P00（其中一次PB0) 1 2 3 油库深度H 1 注：表中基准面选在_______________ zc =_______________cm zD =