水力学 静水压强演示实验.pdf

清华大学水利水电工程系水力学实验室 水 力 学 流体力学 课程教学实验指示书 静水压强量测实验 原理简介 根据流体平衡规律，在重力场中静止液体的压强分布可表示为： p =+ z C ， ρg 即在连通的同种静止液体中各点对于同一基准面的测压管水头相等。 测压管的一端接大气，这样就把测管水头揭示出来了。再利用液体的平衡规律，可知连 通的静止液体区域中任何一点的压强，包括测点处的压强。这就是测压管量测静水压的 原理。 压强水头 p 和位置水头 z 之间的互相转换，决定了液柱高和压差的对应关系： ρg p g Δh ρ Δ .在压差相同的情况下，不同的液体对应不同的液柱高。用这个原理可以测定 液体的重度。 实验设备 如图所示，在一全透明密封有机玻璃箱内注水，并由一乳胶管将水箱与一可升降的调压 筒相连，调压筒的顶部与大气连通。水箱顶部装有排气阀K ，另从孔口K 接出管子与测压排 1 2 中的三个U形比压计中的测管 1，3，5 相通，U形比压计 1-2 与水箱不连通，内装液体为油， ，U形比压计 3-4、5-6 在测点A 和B （底部）与水箱接通。从开关K 接出的管子插入 ρ ρ 3 油 水 另一容器中的染色水中。 打开K 时，水箱内液体的表面压强为大气压，当K 关闭时，可通过升降调压筒调节水箱 1 1 静压-1 内液体的表面压强，使它高于或低于大气压。 实验目的和要求 1． 通过实验加深对水静力学基本方程物理意义的理解。加深理解位置水头、压强水头及测 管水头的概念。 2． 验证静止液体中，不同点对于同一基准面的测压管水头为常数，即=+ z p C . ρg 3． 实测静水压强，掌握静水压强的测量方法。 4． 观察真空现象，加深对真空压强、真空度的理解。 5． 测定油的重度。 实验步骤 1． 认真阅读实验目的要求、实验原理和注意事项。 2． 熟悉仪器，测记有关常数。 3． 将调压筒放置适当高度，打开排气阀K ，使水箱内的液面与大气相通，此时液面压强 1 p =p .待水面稳定后，观察各测管中的液面位置，以验证等压面原理。 0 a 4． 关闭排气阀K ，将调压筒升至某一高度。此时水箱内液面压强p p .观察各测点压差计 1 0 a 的压差变化，并测记各测管的液面标高，完成第一次实验。 5． 将调压筒继续提高，再做两次实验，并测记各测管的液面标高。 6． 打开排气阀K ，待液面稳定后再关闭K （此时不要移动调压筒）。 1 1 7． 将调压筒降至某一高度。此时水箱内液面压强p p .观察各测点压差计的压差变化，并 0 a 测记各测管的液面标高。 8． 将调压筒继续降低，再做两次实验，并测记各测压管的液面标高。 9． 打开真空管上的开关K ，可见到容器中的染色