流体静力学实验报告.doc

中国石油大学（华东） 流体静力学 实验报告实验日期： 2011/9/28 成绩： 班级： 测控09-2 学号：- 姓名：- 教师：王连英同组者：- 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：z+=const （1-1-1a）形式二：p=+h （1-1-1b）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，以下同）； -水箱中液面的表面压强； -液体的重度； h-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平齐（见图1-1-2），取油水界面为等压面时，有： =h （1-1-2）另当u形管中水面与油水液面齐平（见图1-1-3），取油水界面为等压面时，有： +h=h即： =hh （1-1-3）由式（1-1-2）、式（1-1-3）两式联立可解得： h=+代入式（1-1-2）可得油的相对密度 为： = （1-1-4）根据式（1-1-4），可以用仪器（不用额外尺子）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 ；基准面选在带标尺的测压管零点所在水平面；= -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？3求出油的重度。 = 8154 4测出6#测压管插入小水杯水中深度。 = 4.15 5完成表1-1及表1-2。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）减压方法：开启桶底减压放水阀11放水。（4）检查仪器是否密封：加压后检查测压管1，2，8的液面高度是否恒定。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）。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 0，测记 及 。（3）打开减压放水阀11，使 0（要求其中一次 0， 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（）,使u形管中的水面与油面齐平（见图1-1-3），测记及（此过程亦反复进行3次）。六、注意事项1、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。打气后务必关闭加压打气球下端的阀门，以防漏气。2、在实验过程中，装置的气密性要求保持良好。表1-1 流体静压强测量记录及计算表实验条件次序水箱液面测压管2液面压力水头测压管水头113.1513.250.1011.1516.1519.1513.2513.25113.1023.8010.7021.726.729.723.8023.80213.0632.4019.3430.335.338.332.4032.40（其中一次）113.204.80-8.402.77.710.74.804.80213.168.35-4.816.2511.2514.258.358.35313.000.52-12.48-1.583.426.420.520.52表1-2 油相对密度测量记录及计算表条件次序水箱液面测压管2液面且u型管中水面与油水交界面齐平112.9531.55 18.6 16.30.828219.9231.5911.67312.9331.5618.63且u型管中水面与油面齐平113.009.653.353.39212.959.523.43312.909.503.4七、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：测压管水头线是指测压管液面的连线，实验过程中观察可知，同一静止液体内的测压管水头线是一根水平线。2当时，试根据记录数据确定水箱内的真空区域。答：当pb=1.580时,容器的真空区域包括三个部分：（1）过测压管做一个水平面，测压管内的液体与水箱内的液体构成等压面（等压原理），都是大气压，该平面以上的密封部分为真空区域。（2）过箱顶小水杯液面做一水平面，高于该平面的部分同样为真空区域。（3）在u型测压管中，水下的一段水柱也是真空区域，这段高度也测压管液面低于水箱液面的高度相等。而且，由实验现象知上面三段液柱的高度是相等的。3若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定。答：用直尺分别测量在通大气的情况下，u型测压管的油水界面到水面和油面的垂直高度h和ho。根据公式h=oho。从而得到d0。4如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响?答：当玻璃测压管内径大于10mm时，毛细管影响忽略不计。因为测压管在高压强和低压强时它们都会产生毛细现象，在计算压强差时相互抵消了。若用同一根测压管测量液体相对压差值，则毛细现象无任何影响。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：对管1、2、5及水箱中液体而言，管1、2及水箱中液体液面是等压面，管5及水箱中液体液面不是等压面。等压面满足五个条件1.重力作用2.连通3.静止状态4.液体介质为同一均匀液体