大学实验流体静力学.docx

中国石油大学（华东） 工程流体力学 实验报告 实验日期：2012?3?19成绩: 班级：石工10?12班 学号姓名:宋胜 教师:王连英 同组者：邓向实验一流体静力学实验 一、实验目的 掌握用液式测压计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，加深对位置水头、压力水头和测 压管水头的理解。 观察真空度（负压）的产生过程，进一步加深对真空度的理解。 测定油的相对密度。 通过对诸多流体静力学现象的实验分析，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1T所示。 1.测压管；4.通气阀; 1.测压管； 4.通气阀; 2.带标尺的测压管; 5.加压打气球； 3.连通管； 6.真空测压管; 7.截止阀； 7.截止阀； 8. U型测压管; 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标尺（测压管2）零读数为基准。 （2） 仪器铭牌所注Vb，Vc, V。系测点B, C, D的标高。若同吋取标尺 零点作为静力学基本方程的基准，则Vb，Vc, Vd亦成为％，Zc，zDO （3） 本仪器中所有阀门旋柄均以顺管轴线为开。 三、实验原理 在重力作用下不可压缩流体静力学基木方程。 形式一： z + —=const （l-l~la） 形式二： P=PO +/ （l-1-lb） 式中 z-—测点在基准面以上的位置高度； P—测点的静水压强（用相对压强表示，一下同）； Po --水箱中液面的表面压强； 卩一液体的重度； h—测点的液体深度； 油密度测量原理。 当u形管中水面与油水界面齐平（见图1-1-2）,取油水界面为等压面 时，有： Poi=/w=/oH （见图1-1-3）,取油水界面为等压面时, （见图1-1-3）,取油水界面为等压面时, P02+ 7W H 二 % H 即 Po2=-/,h2=/oH-/ Po2=-/,h2=/oH-/lvH 图1-2 四、 实验要求 1 ?记录有关常数 实验装置编号No. 14 各测点的标尺读数为： VB= 2. 1 xl0~2m ； Vc = -2. 9 xl02m ； VD = -5. 9 x 10*2m ； 基准面选在 测压管2标尺的0刻度线处；-2.3 xl0-2m； zD = -5. 9 x 102m ； 分别求岀各次测量时，A、B、C、D点的压强，并选择一基准验证同一 静止液体内的任意二点C、D的（z + ￡）是否为常数. / 求出油的重度。 人二8291.91N/m3 测出6#测压管插入小水杯水中深度。 △九二4.20 xlO^m 五、 实验步骤 了解仪器的组成及其用法，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：开启筒底减压放水阀11放水。 （4） 检查仪器是否密封：加压后检查测压管1,2,8的液面高程是否 恒定。若下降， 则表明漏气，应查明原因并加以处理。 记录仪器编号及各常数。 3?进行实验操作，记录并处理实验数据（见表1-1-1和表1-1-2） o 量测点静压强。 （1） 打开通气阀4 （此时P。二0）,记录水箱液面标高乞和测压管2的 液面标高（此时V。二％ ）。 （2） 关闭通气阀4及截止阀7,用打气球加压使P00,测记V。及 Vh o （3） 打开减压放水阀11,使P00 （要求其屮一次PbVO,即％ V,测 记及V0o 测出测压管6插入小水杯中水的深度。 6 .测定油的相对密度d°. （1） 开启通气阀4,测记V。。 （2） 关闭通气阀4,用打气球加压（p°0）,微调放气螺母使U形管 中水面与油水界面齐平（见图1-1-2）,测记V。及％ （此过程反复进行3 次）。 （3）打开通气阀4,待液面稳定后，关闭所有阀门，然后开启减压 放水阀11降压（PoVO）,使U形管屮的水面与油面齐平（见图1-1-3）, 测记久及％ （此过程亦反复进行3次）。 注意事项 用打气球加压、减压需缓慢，以防液体溢出及油珠吸附在管壁上。大 气后务必 关闭加压打气球下端的阀门，以防漏气。 在实验过程屮，装置的气密性要求保持良好 七、问题分析 1 ?同一静止液体内的测压管水头线是根什么线？ 答：同一静止液体内的测压管水头线是水平线。 当几＜0时，试根据记录数据确定水箱内的真空区域。 答：当心＜0时，相应容器的真空区域包括以下三部分： （1）过测压管2液面作一水平面，该平面以上密封的水、气所占的空间区 域，为真空区域。因为相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等 压面，为大气压强。（2）过箱顶水杯的液面作一水平面，测压管4中，该平 面以上的水体为真空区域。（3）在测压管5中，自水面向下深度有一段水柱 亦为真空区。这段水柱高度与测压管