中国石油大学流体力学实验-流体静力学.doc

中国石油大学（华东）工程流体力学实验报告 实验日期： 成绩： 班级： 学号： 姓名： 欧翔 教师： 同组者： 实验一 流体静力学实验 一、实验目的 1．掌握用液式测压计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，加深对位置水头、压力水头和测压管水头的理解； 3．观察真空度（负压）的产生过程，进一步加深对真空度的理解； 4．测定油的相对密度； 5．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1-1所示。 1.测压管；2.带标尺的测压管；3.连通管；4.通气阀；5.加压打气球；6.真空测压管； 7.截止阀；8.U形测压管；9.油柱；10.水柱；11.减压放水阀 图1-1 流体静力学实验装置图 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▽B,▽C,▽D系测点B,C,D的标高。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均以顺管轴线为开。 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。 形式一： (1-1a) 形式二： （1-1b） 式中 ——测点在基准面以上的位置高度； ——测点的静水压强（用相对压强表示，以下同）； ——水箱中液面的表面压强； ——液体的重度； ——测点的液体深度。 2．油密度测量原理。 当U形管中水面与油水界面齐平（见图1-2），取油水界面为等压面时，有 (1-2) 另当U形管水面与油面齐平（见图1-3）,取油水界面为等压面时，有： 即 （1-3） 由式(1-1-2) 、式（1-1-3）两式联立可解得： 代入式（1-1-2）可得油的相对密度为： （1-4） 根据式（1-4），可以用仪器（不用另外尺）直接测得。 图1-2 图1-3 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： = 2.1 ；= -2.9 ；= -5.9 ； 基准面选在 测压管2零点所在水平面 ；= -2.9 ；= -5.9 ； 2．分别求出各次测量时，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()是否为常数？ 答：（1）时 由，得 同理： （2）的第一组数据： 由，得 同理： 的第二组数据： 由，得 同理： （3）的第一组数据： 由，得 同理： 的第二组数据： 由，得 同理： 的第三组数据： 由，得 同理： 由上式计算结果可以看出同一静止液体内的任意二点C、D的()为常数。 3．求出油的重度。 = 8.33×103 答：由表1-1数据： 4．测出6#测压管插入小水杯水中深度。 = 5.20 答：由测量数据。 则 五、实验步骤 1．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）减压方式：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。 2．记录仪器编号及常数。 3．进行实验操作，记录并处理实验数据（见表1-1及表1-2）。 4．量测点静压强。 1）打开通气阀4（此时=0），记录水箱液面标高和测压管2的液面标高（此时）。 2）关闭通气阀4及截止阀7，用打气球加压使，测记及。 3）打开减压放水阀11，使0（要求其中一次,即）,测记及。 5．测出测压管6插入小水杯的深度。 6．测定油的相对密度。 1）开启通气阀4，测记。 2）关闭通气阀4，用打气球加压（），微调放气螺母使U形管中水面与油水界面齐平（见图1-2），测记及。（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（0） ，使U形管中的水面与油面齐平（见图1-3），测记及（此过