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流体静力学实验 中国石油大学(华东)石油工程实验教学中心 一、实验目的要求 二、实验装置 三、实验原理 重力作用下不可压缩流体静力学基本方程 ： 三、实验原理 四、实验方法与步骤 四、实验方法与步骤 Step2．记录仪器编号及各常数。 四、实验方法与步骤 五、实验成果及要求 六、实验分析与讨论 六、实验分析与讨论 六、实验分析与讨论 六、实验分析与讨论 六、实验分析与讨论 六、实验分析与讨论 * 中国石油大学(华东)石油工程实验教学中心 《流体力学实验》 系列教学课件 主讲教师： 倪玲英 掌握用测压管测量流体静压强的技能； 验证不可压缩流体静力学基本方程； 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。 测量压强的仪器？ 基本方程是什么？ 物理意义？ 测压管 带标尺的测压管 液面计 真空测压管 U形测压管 加压打气球 通气阀 截至阀 油柱 水柱 减压放水阀 图1 或 压力 水头 速度 水头 图2 图3 测定油的相对密度do 1）各阀门的开关； Step1.搞清仪器组成及其用法。包括： 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 开启减压放水阀放水； 4）检查密封 加压后检查测管液面高程是否恒定。若下降，表明漏气，应查明原因并加以处理。 Step3．量测点静压强(压强用cmH2O表示)。 打开通气阀，记录▽0和▽H； 打开放水阀， 降压(要求其中一次pB0)，测记▽0及▽H。 p0=0 p00 p00 关闭通气阀及截止阀，加压， 测记▽0及▽H； ▽0=▽H ▽H▽B 思考：此时实验仪器中存在负压的区域？ Step4．测出真空测压管插入小水杯中的深度 Step5．测定油的相对密度do 1) 开启通气阀，使得p0=0 2) 关闭通气阀，打气加压，微调放气螺母使U形管中水面与油水交界面齐平(图2)，测记▽0及▽H 。 3) 打开通气阀，待液面稳定后，关闭所有阀门；然后开启放水阀降压，使U形管中的水面与油面齐平(图3)，测记▽0及▽H。 此过程反复进行3次 此过程亦反复进行3次 思考：假如有一根直尺，能否用更简单的方法测量油的相对密度？ 关闭通气阀，打开截止阀，加压直至真空测压管有气泡冒出， 测记▽0及▽H； 1．记录有关常数 2．验证水静力学基本方程： 3．求出油的相对密度： γo= N/cm3 4．测出真空测压管插入小水杯水中深度：Δh4= cm 实验装置台号No. . ▽B = cm，▽C = cm， ▽D = cm，γw= N/cm3 1．同一静止液体内的测压管水头线是根什么线? 2．当pB0时，试根据记录数据确定水箱内的真空区域。 3．若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定do 。 4．如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响? 5．过C点作一水平面，相对管1、2、5及水箱中液体而言，这个水平面是不是等压面?哪一部分液体是同一等压面? 1．同一静止液体内的测压管水头线是根什么线? 测压管水头指z+p/γ，即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。测压管水头线是指测压管液面的连线。从实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。 2．当pB0时，试根据记录数据确定水箱内的真空区域。 以p00时，第二次B点测量数据（表1-1）为例，此时 pB/γ=-0.6cm0，相应容器的真空区域包括以下三部分： （1）过测压管液面（Δh=1.2cm）做一水平面，由等压原理知，相对测压管及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水/气所占的空间区域，均为真空区域。 （2）同理，过箱顶小水杯的液面作一水平面，真空测压管中，该平面以上的区域也是真空区域。 （3）在U形测压管5中，自水面向下深度为12.8cm的一段水柱也是真空区。这段高度与测压管液面低于水箱液面的高度相等，亦与真空测压管液面高于水杯液面高度相等，均为12.8 cm。 。 3．若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定do 。 最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气的情况下，U形测压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，从而求得 do。 4．如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响? 一般说来，当玻璃测压管内径大于10mm时，毛细管影响可以忽略不计，另外，当水质不好时，σ减小，毛细高度较纯净水也减小，当采用有机玻璃管作为测压管时，浸润角θ较大，其h较普通玻璃小。