流体静力学实验答案.doc

中国石油大学（华东）工程流体力学实验报告实验日期： 2012.10.22 成绩： 班级： 学号： 姓名： 教师： 同组者： 实验一、流体静力学实验一、实验目的： 填空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 1、在图1-1-1下方的横线上正确填写实验装置各部分的名称 本实验的装置如图所示。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1-1-1 流体静力学实验装置图2、说明 1所有测管液面标高均以 标尺 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。三、实验原理 在横线上正确写出以下公式1在重力作用下不可压缩流体静力学基本方程形式之一： z+p/=const （1-1-1a）形式之二： （1-1b）式中 被测点在基准面以上的位置高度；被测点的静水压强，用相对压强表示，以下同；水箱中液面的表面压强；液体重度；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1-1-2），取其顶面为等压面，有 （1-1-2）另当U型管中水面和油面齐平（图1-1-3），取其油水界面为等压面，则有即 （1-1-3）图1-1-2 图1-1-3由（1-1-2）、（1-1-3）两式联解可得：代入式（1-1-2）得油的相对密度 = h1/(h1+h2) （1-1-4）根据式（1-1-4），可以用仪器（不用额外尺子）直接测得。四、实验要求 填空1记录有关常数 实验装置编号No. 4 各测点的标尺读数为：= 2.1 ； = -2.9 ； = -5.9 ；基准面选在测压管2标尺零刻度处所在平面； = -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：当以测压管2标尺零点所在平面时，(以中次序1数据为例处理数据） =16.20cm =26.15cm =31.15cm =34.15cm =28.25cm =28.25cm所以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。 = 8416 4测出6#测压管插入小水杯水中深度。 = 3.95 5完成表1-1-1及表1-1-2。五、实验步骤 填空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 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 l、2、8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1-1-1和表1-1-2。4量测点静压强。1)打开通气阀4(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 4及截止阀8，加压使之形成 ，测记及；3)打开 减压放水阀 11，使之形成(要求其中一次 ，即)，测记及。5测出测压管6插入小水杯中的深度。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，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1-1-2)，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(图1-1-3)，测记(此过程亦反复进行3次)。六、注意事项（填空）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；打气后务必关闭打气球下端阀门，以防漏气。2在实验过程中，装置的 气密性 要求保持良好。9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112.1512.150.0010.0515.0918.0512.1512.15112.0528.2516.2026.1531.1534.1528.2528.25212.0047.0035.0044.9049.9052.9047.0047.00（其中一次）112.0010.45-1.558.3513.3516.3510.4510.45212.007.25-4.755.1510.1513.157.257.25312.000.85-11.15-1.253.756.750.850.85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111.9523.3511.4011.350.86211.9023.2011.30311.8523.2011.35且U型管中水面与油面齐平111.809.802.001.87211.859.951.90311.8010.001.80七、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：实验可知同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。2当时，静压仪中的真空区域有哪些？答：实验可知真空区域包括三部分：一是由测压管2作一水平面，水箱内该平面以上水和空气组成的区域；二是小水杯液面上测压管6内水柱；三是在测压管8中U形管左侧液面向下深度为的水柱。3若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定。答：打开通气阀，使水箱连通大气，用直尺分别测量管8油水界面至油面的垂直高度h1，再测量油水界面至水面的垂直高度h2, 由公式可得1h1=2h2，则=h2/h1.4如测压管太细，对测量结果将有何影响?答：若测压管太细，则会造成毛细现象，使测量误差增大。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：不是。测压管1和带标尺的测压管2以及