流体静力学实验报告终结版

流体静力学实验报告终结版中国石油大学（华东）流体静力学实验报告实验日期：2011.3■仃成绩： 班级：石工09-8学号：09021374姓名：李陆伟教师:王连英同组者： 李凯蒋光磊实验一、流体静力学实验一、 实验目的掌握用液式测压及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。观察真空度（负压）的生产过程，进一步加深对真空度的理解。测量油的相对密度。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。否 1 101.测压管 ;2.代表吃的测压管 ；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型测压管 ；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、实验原理在重力作用下不可压缩流体静力学基本方程。形式一：z+p/r=const (1-1-1a)形式二：P=po+rh (1-1-1b)式中 z—测点在基准面上的位置高度；P—测点的静水压强(用相对压强表示，以下同)；Po —水箱中液面的表面压强；r —液体的重度；h —测点的液体深度；有密度测量原理。当U型管中水面与油水界面齐平(见图1-1-2)，取油水界面为等压面时，有：Po1=rwh1=roH另当U型管中水面与油面齐平(见图1-1-3),取油水界面为等压面时，有：Po2+rwH=roH(1-1-2)Po2=-rwh2=roH-rwH（1-1-3）由式（1-1-2），式（1-1-3）两式联立可解得：H=h1+h2代入式（1-1-2）可得油的相对密度do为：do=ro/rw=h1/（h1+h2）（1-1-4）根据式（1-1-4）,可以用仪器直接测得doAA四、实验要求•记录有关常数实验装置编号No. 各测点的标尺读数为：'、B= 2.1 10-2m； '、C=-2.9 10-2m； —=-5.3 10-2m；基准面选在 测压管2标尺零点所在界了了解一起的组成及其用法，包括：（1） 各阀门的开关。（2） 加压的方法：关闭所有阀门，然后用打气球充气。（3） 减压方法：开启筒底减压放水阀们11放水（4） 检查仪器是否密封：加压后检查测压管1,2,8的夜面高程是否恒定。若下降，则查明原因并加以处理。记录仪器编号及各常数。进行实验操作，记录并处理数据。量测点静压强。（1） 打开通气阀4（此时po=0），记录水箱液面高标▽0和测压管的液面标高▽H（此时▽bH）（2） 打开通气阀4及截止阀7,用打气球加压使po>0测记▽O及Ho（3） 打开减压放水阀11,使po<0（要求其中一次pB<0,即^HCB）,测记▽0及厂Ho测出测压管6插入水杯中水的深度。测定油的相对密度do。（1） 开启通气阀4,测记▽0.（2） 关闭通气阀4,用打气球加压（po>0）,|微调放气螺母使U型管中水面与液面齐平，测记▽0及厂H(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(po<0)，使U型管中水面与油面相齐平，测记厂0及厂H(此过程反复进行3次)<六、注意事项用打气球加压，减压需缓慢，以防液体溢出及油滴吸附在管壁上。打气后务必关闭加压气球下端的阀门，以防漏气。在实验过程中，装置的气密性要求保持良好。实验条件次序水箱液面Vo/(10-m)测压管2液面味/（10~m）压力水头测压管水头/(10~m)/(10~m)号事H凡/(10~m)/(10~m)Zc+卫C7/(10~m)z+PdZd T/(10讣)Po=0114.014.0011.916.919.314.014.0Po>0113.825.011.222.927.930.313.825.0213.830.016.227.932.935.313.830.0Po<0（其中一次Pb<o）113.910.0-3.97.912.915.313.910.0213.96.0-7.93.98.911.313.96.0313.91.0-12.9-1.13.96.313.91.0表1-2油相对密度测量记录及计算表条件次序水箱液面巳/（10F测压管2液面Vh/（10诂）hi=几一乱/(10^m)hi/(10^m)h2=^0-灯H_2/(10m)h2/(10^m)、化hid°— ——-；'w hi+h2p°>0且u型管中水面与油水交界面齐平113.924.210.310.4X/0.832213.924.410.5313.924.310.4p0£0且U型管中水面与油面齐平113.911.8//2.12.1213.911.82.1313.811.72.1七、问题分析•同一静止液体内的测压管水头线是根什么线？测压管水头指z+p/丫即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度.测压管水头线是指测压管液面的连线.从实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线.•当pb<0时，试根据记录数据确定水箱内的真空区域。以p0<0时，第二次B点测量数据俵1-1)为例,此时pB/丫=.6cm<0才目应容器的真空区域包括以下三部分：过测压管液面(△h=1.2cn做一水平面，由等压原理知，相对测压管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/气所占的空间区域，均为真空区域.同理，过箱顶小水杯的液面作一水平面，真空测压管中，该平面以上的区域也是真空区域.在U形测压管5中，自水面向下深度为12.8cm的一段水柱也是真空区.这段高度与测压管液面低于水箱液面的高度相等，亦与真空测压管液面高于水杯液面高度相等，均为12.8cm.•若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定do。最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气的情况下，U形测压管油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度hw和ho,由式YwhwYoh(从而求得do.4.如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响？一般说来，当玻璃测压管内径大于10mm时，毛细管影响可以忽略不计，另外，当水质不好时，减小，毛细高度较纯净水也减小，当采用有机玻璃管作为测压管时，浸润角（较大，其h较普通玻璃小.如果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.因为测量高低压强时均有毛细现象，在计算压差时，相互抵消了■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？不全是等压面，它仅相对于1,2及水箱中的液体而言，这个水平面才是等压面.因为只有全部具备下列 5个条件的平面才是等压面（1）重力液体（2）静止（3）连通（4）连通介质为同一均匀液体（5）同一水平面.而管5与水箱之间不符合条件（4），因此，相对管5和水箱中的液体而言，该水平面不是等压面.八、心得体会通过这次试验，让我更深刻的体会到了流体静力学的奥妙，也验证了流体在重力作用下的平衡作用，很好的将基本理论与实验联系起来，也对相关公式有了更深的理解，更再次体会到了团队合作的重要性，在此，也谢谢指导老师! ； ZC=-2.9 102m； ZD=-5.3 10-2m；2.分别求出各次测量时，A、B、C、D点的压强，并