实验一流体静力学实验报告 石工09-12.doc

中国石油大学（华东） 工程流体力学 实验报告实验日期： 2011/3/24 成绩： 班级： 石工09-12 学号： 09021575 姓名： 季亮 教师： 同组者： 田传东 实验一 流体静力学实验一、实验目的1. 掌握用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. 测定有的相对密度。5. 通过对诸多流体静力学的现象的实验分析，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. 带标尺的测验管 ；3. 连通阀 ；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1-1-1 流体静力学实验装置图三、实验原理1. 在重力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： =+h （1-1-1b）式中 z 测点在基准面以上的位置高度；测点的静水压强； 水箱中液面的表面压力；液体的重度；h测点的液体深度。2. 油测量的原理 。当U形管中水面与油水界面齐平（图1-2），区油水界面为等压面时，有： = = H (1-1-2) 另当U形管中水面与油面齐平（图1-3），取油水界面为等压面时，有： += H即 = -=- (1-1-3)图1-2 图1-3由式（1-1-2）、（1-1-2）二式联立可解得：H=h1+h2 代入式（1-1-2）可得有的相对密度d0为：d= （1-1-4） 根据式（1-1-4），可以用仪器直接测得d0 。四、实验要求1记录有关常数。实验装置编号No. 6 各测点的标尺读数为：= 2.1 ； = -2.9 ； = -5.9 ；基准面选在 测压管0刻度处 ；= -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。 = 8349.6 4测出6#测压管插入小水杯水中深度。 = 4.1 5完成表1-1-1及表1-1-2.五、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.记录仪器编号及各常数。3.进行实验操作，记录并处理实验数据。4.量测点静压强。（1）打开通气阀4（此时p0=0）,记录水箱液面标高0和测压管2的液面标高H（此时0=H）。（2）关闭通气阀4及截止阀7，用打气球加压使p00,测记0和H。（3）打开减压放水阀11，使p00(要求其中一次pB0),测记0和H。5.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d0 (1)开启通气阀4，测记0. （2）关闭通气阀4，用打气球加压，使U形管中水面与油水界面齐平。,测记0和H（重复3次）。 （3）打开通气阀4，待液面稳定后，开启减压放水阀11降压，使U形管中水面与油面齐平,测记0和H（重复3次）。六、注意事项1.用打气球加压减压需缓慢，以防止液体溢出及油珠附在管壁上。打气后务必关闭加压打气球，以防漏气。2.实验过程中，装置气密性要良好。表1-1-1 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112.612.6010.515.518.512.612.6112.617.54.915.420.423.417.517.5212.625.012.422.927.930.925.025.0（其中一次）112.611.6-19.514.517.511.611.6212.59.253.257.1512.215.29.259.25312.41.2011.2-0.94.17.11.2012.0表1-1-2 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1 12.423.81 11.4111.380.8436212.423.7211.32312.423.8111.41且U型管中水面与油面齐平112.310.182.122.11212.310.252.05312.310.152.15七、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：测压管水头指静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。测压管水头线指测压管液面的连线。2当时，试根据记录数据确定水箱内的真空区域。（参考资料）答：，相应容器的真空区域包括以下三个部分：（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，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占区域，均为真空区域。（2）同理，过箱顶小不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8中，自水面向下深度某一段水柱亦为真空区域。这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，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：用直尺分别测量管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度h1和h2得d=。4如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响?答：虽然太细，但是测量高、低压强时均有毛细现象，但在计算压差时，互相抵消了。所以没有影响。5过C点作一水平面，相对管1、2、8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，其中1,2，8左管和水箱中的液体这个水平面是等