《流体静力学》实验报告

中国石油大学（华东）现代远程教育 工程流体力学实验报告 学生姓名： 学号： 年级专业层次：15 秋油气开采技术 高起专 学习中心：胜利油田纯梁教学服务站 提交时间：2016 年 12 月 7 日 实验名称 流体静力学实验 实验形式 在线模拟+现场实践 提交形式 提交电子版实验报告 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、实验原理 1在重力作用下不可压缩流体静力学基本方程 形式之一： （1-1a） 形式之二： P=P0+h （1-1b） 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； P0水箱中液面的表面压强； 液体重度； h 被测点的液体深度。 2油密度测量原理 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= wh1= 0HP01 （1-2） 另当 U 型管中水面和油面齐平（图 1-3），取其油水界面为等压面，则有 P02+ wH= 0H 即 P02=- wh2= 0H- wH （1-3） 由（1-2）、（1-3）两式联解可得： 代入式（1-2）得油的相对密度 （1-4） 据此可用仪器（不用另外尺）直接测得 。 流型判别方法(奥齐思泽斯基方法)： 三、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.带标尺的测压管； 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 、 、 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 、 、 亦为 、 、 ； 3本仪器中所有阀门旋柄顺管轴线为开。 四、实验步骤 1搞清仪器组成及其用法。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： 开启筒底阀 11 放水； （4 ）检查仪器是否密封 加压后检查测管 l、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、各常数。 3实验操作，记录并处理实验数据，见表 1-1 和表 1-2。 4量测点静压强。 （1 ）打开通气阀 6（此时 ） ，记录水箱液面标高 和测管 2 液面标高 (此时 )； （2 ）关闭通气阀 6 及截止阀 8，加压使之形成 ，测记 及 ； （3 ）打开放水阀 11，使之形成 （要求其中一次 ，即 ） ，测记 及 。 5测出测压管 4 插入小水杯中的深度。 6测定油的相对密度 。 （1 ）开启通气阀 6，测记 ； （2 ）关闭通气阀 6，打气加压 ( )，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 及 (此过程反复进行 3 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( )，使 U 形管 中的水面与油面齐平( 图 1-3)，测记 (此过程亦反复进行 3 次) 。 五、实验报告处理 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根等压面的投影形成的水平线。 2当 时，试根据记录数据确定水箱内的真空区域。 答：当 时，即 PB/0，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，由等压面原理知，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，故该平面以上密封的水、气所占的空间区域，为真空区域。(2)同理，过箱顶小水杯的液面作 一水平面，测压管 4 中，该平面以上的水体亦为真空区域。(3)在测压管 5 中，自水面向下深度某一段水柱 亦为真空区。这段高度与测压管 2 液面低于箱液面的高度相等，亦与测压管 4 液面高于小水杯液面高度相 等。 3若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定 。 答：关闭空气阀 截止阀，用打气球加压使测压管的液面高于水箱液面，U 形管中的油面高于水面。读出 测压管的高度 h0，u 形管水面的高度 h1，用直尺读出油面高于水面的的高度 h3。d0=h3/(h0-h1) 4如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响? 答：测压管太细会出现毛细现象，液面会高于或低于原本的高度，对读数带来误差，影响实验结果。 5过 C 点作一水平面，相对管 1、2、5 及水箱中液体而言，这个水平面是不是等压面?哪一部分液体是同 一等压面? 答：不全是等压面，它仅相对管 1、2 及水箱中的液体而言，这个水平面才是等压面。相对管 5 和水箱中 的液体而言，该水平面不是等压面。 实验总结 1.通过本实验我掌握了液式测压计的