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PAGE PAGE # 静水压强量测实验 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，进一步提高解决静力学实际问题的 能力。 4、 巩固绝对压强、相对压强、真空度概念。 二、 实验装置、 图1.1 静水压强实验装置图 1、测压管；2、带标尺测压管；3、连通管；4、真空测压管；5、U型测压管； 6、通气阀；7、加压打气球；8、截止阀；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 程的基准点，则B、- C、- D亦为Zb、Zc、Zd ； 3、 本仪器所有阀门旋柄顺管轴线为开。 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为： P z+ = const 或： p = Po h （1.1） 式中： z ――被测点在基准面以上的位置高度； p ――被测点的静水压强，用相对压强表示，以下同； Po —— 水箱中液面的表面压强； ——液体容重； h ――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，应用等压面原理可得油的比重有下列 关系： h1 (1.2)s0 = -T = h1 h2 (1.2) ffl 12 图 1.3 据此可用仪器直接测得so 四、实验方法与步骤、 1、搞清仪器组构及其用法，包括： 1） 阀门开关； 2） 加压方法一一关闭所有阀门（包括截止阀），然后用打气球充气； 3） 减压方法一一开启筒底阀11放水； 4） 检查仪器是否密封一一加压后检查测管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、记录仪器编号及各常数（记入表1.1） 3、 量测点静压强（各点压强用厘米水柱高表示）。 1） 打开通气阀6 （此时P 0=0），记录水箱液面标高可0和测管2液面标高可H （此时可0 ）； 2） 关闭通气阀6及截止阀8,加压使形成Po0，测记 0及 H ； Pb_ 3） 打开放水阀11,使形成PoV0 （要求其中一次V 0，即可H 7 B ），测记灯0及可H。 4、 测出4#测压管插入小水杯中的深度（现场）。 5、 测定油比重s0。 v 1） 开启通气阀6,测记0 ； 2） 关闭通气阀6,打气加压（p00），微调放气螺母使U型管中水面与油水交界面齐平（图1.2）， 测记 0及 h （此过程反复进行三次）； 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11降压（p00），使U型管中的 水面与油面齐平（图1.3），测记▽ 0及h （此过程亦反复进行三次）。 五、 实验成果及要求、 1记录有关常数 实验台号：No. 各测点标尺读数为： 、b = cm v C = cm v d = cm w= 9.8X10-3 N / cm3 2、 分别求出各次测量时A、B、C、D点的压强，并选择一基准面验证一一同一静止 液体内的 任意二点（C、。）的（ ）为常数。 3、 求出油的容重。 o = 0.0080N/cm5 六、 实验分析与思考题、 1、实验分析： 1） 若再备一根直尺，如何采用最简便的方法测定 0 ? 最简单的方法是，用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5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whw = oh。求得0。 2） 如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响？ 设被测液体为水，如测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，会造成测量误差，毛细高度由下 式计算： 式中，二为表面张力系数； 为液体容重；d为测压管内径；h为毛细升高。 常温（t=20C）的水，二=7.28dyn/mm， =o.98dyn/mm3。水与玻璃的浸润角阳艮小，可认为 co^1 =1.0。于是有 ,29.7 h - d （ h、d单位均为mm） 一般来说，当玻璃测压管的内径大于10mm时，毛细影响可忽略不计。另外，当水质不洁时，- 减小，毛细高度也较静水小；当采用有机玻璃管作测压管时，浸润角二较大，其h较普通玻璃管小。 如果用一根测压管测量液体相对压差值，则毛细现象无任何影响。因为测量高、低压强时均有毛细 现象，但在计算压差时，互相抵消了。 3） 过C点作一水平面，相对管1、2、5及水箱中液体而言，这个水平面是否等压面？哪一部分液体 是同一等压面？不全是等压面，他仅相对管1、2及水箱中的而言，这个水平面才是等压面。因为只 有全部具备下列5个条件的平面才是等压面：①重力液体；②静止；③连通；④连通介质为同一均质液体；⑤同一水平面。上述问题中，管5与水箱之间不符合条件④，因此，相对管5和水箱中的液体 而言，