中国石油大学（华东）现代远程教育

工程流体力学实验报告

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第二篇：流体静力学实验报告(中国石油大学)

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. 加压打起球      ；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（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以顺  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/γ=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

                                           （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. 13      

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？

答：由表1-1-1 流体静压强测量记录及计算表 ,选取标尺零点作为静力学基本方程的基准时，可以看出同一静止液体内的任意二点C、D的()值为常数。

3．求出油的重度。            

 =     8265.53      

4．测出6#测压管插入小水杯水中深度。

 =   2.45          

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 开启筒底阀   11放水；

4）检查仪器是否密封

加压后检查测管    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 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。

表1-1-1  流体静压强测量记录及计算表 

表1-1-2  油相对密度测量记录及计算表  

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=位置水头+压力水头，即测压管水头包括位置水头和压力水头,同  一静止流体内测压管水头线为一水平线。

    2．当时，静压仪中的真空区域有哪些？

答：由所测数据可得：当时，水箱内的真空区域为从带标尺的测压管内的水面到水箱顶，即从▽H=1.55c m到水箱顶的水箱区域。

    3．若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定。

答：让水箱与外界连通，即=0，记录水面到油水界面的距离，油面到油水界面的  距离，则=。

    4．如测压管太细，对测量结果将有何影响?

答：如测压管太细，测压管内液面的变化很难看清，使读数误差变大；    

并且会有毛细管现象，使得管内液面上升而导致实验失败。

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。

1、2及水箱中的液体是同一等压面。

八、心得体会

通过本次试验，我学习并验证了不可压缩流体静力学基本方程，加深了对位置水头、压力水头和测压管头的理解，并进一步加深对真空度的理解。掌握了用液式测压计测量流体静压强的技能。进一步提高了解决静力学实际问题的能力。当然在实验中由于未预习，所以操作不熟练。今后一定要提前预习实验操作流程。