水力学实验书.doc

（一）静水压强实验 一、实验目的要求 1、掌握用测压管测量流体静压强的技能; 2、验证不可压缩流体静力学基本方程； 3、通过对诸多流体静力学现象的实验分析研讨，进一步提高解决净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.U型测压管； 5.油底面； 6.油柱面； 11.减压放水阀。 说明 1．所有测管液面标高均以标尺（测压管2）零读数为基准； 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．仪器所有阀们旋柄顺管轴线为开。 三、实验原理 在重力作用下不可压缩流体静力学基本方程 =const 或 0 （1.1） 式中： z----------被测定在基准面以上的位置高度； ---------被测点的静水压强，以相对压强表示，以下同； 0---------水箱中液面的表面压强； ------液体容重； ----------被测点的液体深度； 另对装有水油(图1.2及图1.3)U型测管，应用等压面可得油的比重S0有下列关系： 0 （1.2） 图1.2 图1.3 据此可用仪器（不用另外尺）直接测锝S0。 四、实验方法和步骤 搞清仪器组成及其用法。包括： ⑴ 各阀门的开关； ⑵ 加压方法 关闭所有阀门（包括截止阀），然后用打气球充气； ⑶ 减压方法 开启筒底阀11放水； ⑷ 检查仪器是否密封 加压后检查测压管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） （1.2）推导如下： 当U型管中水面与油水界面齐平（图1.2），取其顶面为等压面，有 P01 = h1 = H (1) 另当U型管中水面与油面界面齐平（图1.3），取其油水界面为等压面，则有 P02 + H = H 又 P02 = –h2 = H –H 由上两式联解可得： H = h1 + h2 代入式（1）得： 3．量测点静压强（各点压强用厘米水柱高表示） ⑴ 打开通气阀（此时p0＝0），记录水箱液面标高▽0和测压管2液面标高▽H（此时▽0＝▽H）； ⑵ 关闭通气阀及截止阀，加压使之形成p0＞0，测记▽0及▽H ； ⑶ 打开放水阀11，使之形成P0＜0（要求其中一次＜0，即▽H＜▽B）测记▽0及▽H 。 4．测出4＃测压管插入小水杯水中的深度。 5．测定油比重S0。 ⑴ 开启通气阀，测记▽0； ⑵ 关闭通气阀，打气加压（p0＞0），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）； ⑶ 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（p0＜0 使U形管中的水面与油面齐平（图1.3），测记▽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 , ω = N/cm3 2．分别求出各次测量时，封闭容器的压强，B、C、D点的压强，（ Z +）是否为常数。 3．求出油的容重。 ρ0 = kg/cm3 六、实验分析与讨论 同一静止液体内的测压管水头线是根什么线？ 若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定0 。 如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响？ 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 压强水头 液位 P0 ρ0 h1 h2 h3 h4 h5 h6 P0 0 1 2 3 P0 0 （其中一次PB 0） 1 2