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  流体静力学实验装置图

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、、为B、C、D的标高；

3. 本仪器中所有阀门旋柄顺管轴线为开。

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：

    形式二：

    2. 油密度测量原理

当U型管中水面与油水界面齐平（图2），取其顶面为等压面，有：

另当U型管中水面和油面齐平（图3），取其油水界面为等压面，则有：

即

图2                                        图3

由(2)、(3)两式联解可得：

代入(2)式得油的相对密度：

根据式(4)，可以用仪器直接测得。

四、实验要求

1．记录有关常数                                    实验装置编号No.   3 

各测点的标尺读数为：

=  2.1  ；   =  -2.9 ；   =  -5.3  ；

基准面选在  测压管2的零点  ；  

=    -2.9    ；   =   -5.3  ；

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 流体静压强测量记录及计算表 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。                      =     8521.4 

4．测出6#测压管插入小水杯水中深度。   =  4.30  

5．完成表1-1及表1-2。

五、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、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。

4．量测点静压强。

（1）打开通气阀4，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p₀>0，测记及。

（3）打开减压放水阀11，使p₀<0（其中一次p_B<0，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d_o。

（1）开启通气阀4，测记；

（2）关闭通气阀4，打气加压( p₀ > 0)，微调放气螺母使U形管中水面与油水交界面齐平（图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(p₀ < 0)，使U形管中的水面与油面齐平（图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

表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，即测压管水头包括了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，试根据记录数据确定水箱内的真空区域。

答：当时，记录数据所对应水箱内水平面以上均为真空区域。

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，对测压管液面的读数将有何影响?

答：如测压管太细，则测压管液面的读数将都偏大，但是对实验结果没影响。

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：不是。1、2及水箱中的液体是同一等压面。

八、心得体会

   整个实验还是比较简单的，但是还是不能粗心大意，的别是在加压时，很容易加压过度是液体溢流出来。

 

第二篇：流体静力学实验实验报告

 

          《流体力学与水泵实验》实验报告

                              

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