流体静力学试验报告中国石油大学

中国石油大学（华东）工程流体力学实验报告实验日期：成绩：班级：一学号：_姓名： 教师：同组者： 实验一、流体静力学实验一、实验目的：填空.掌握用液式测压计测量流体静压强—的技能；.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）的产生过程，进一步加深对真空度—的理解；.测定油一的相对密度；.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.测压管 ;2.一带标尺的测压管;3一连通管 ；._通气阀 ；5.加压打起球——；6.真空测压管 .—截止阀 ；8一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.所有测管液面标高均以标尺（测压管2） 零读数为基准:.仪器铭牌所注VB、VC、VD系测点B、C、D标高；若同时取标尺零点作为串力学基本方程_的基准，则BV、CV、DV亦为z、z、z；.本仪器中所有阀门旋柄以顺/管轴线为开： D三、实验原理在横线上正确写出以下公式.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/Y=const （1-1-1a）形式之二：p=p0+Yh （1-1b）式中z——被测点在基准面以上的位置高度；P——被测点的静水压强，用相对压强表示，以下同；P0——水箱中液面的表面压强；Y 液体重度；h——被测点的液体深度。.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p01=Yh=YH （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p+yH=yH即p02=-yh2=yH-yH （1-1-3）

hw图1-1-2图1-1-3Yw由（hw图1-1-2图1-1-3Yw由（1-1-2）、（1-1-3）两式联解可得:H=hjh2代入式（1-1-2）得油的相对密度do(1-1-4)根据式（1-1-4）,可以用仪器（不用额外尺子）直接测得do。四、实验要求填空1.记录有关常数各测点的标尺读数为:V1.记录有关常数各测点的标尺读数为:Vb=2.1cm；VC=-2.9cm； VD=-5.9cm；基准面选在带标尺的测压管0刻度处： zC=-2.9cm；z广-5.9cm；.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p任意二点C、口的（z+-）是否为常数？Y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p时，可以看出同一静止液体内的任意二点C、》的（z+；）值为常数。.求出油的重度。Y: 8265.53N/m3o.测出6#测压管插入小水杯水中深度。Ah6= 2.45cm.完成表1-1-1及表1-1-2。五、实验步骤填空.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利管—1、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。.记录仪器编号、各常数。.实验操作，记录并处理实验数据，见表1-1-1和表1-1-2。.量测点静压强。1）打开通气阀4（此时p°=0），记录水箱液面 标高V°和测管2液面标高h（此时V°=VH）； °2）关闭通气阀h4及截止阀8,加压使之形成p0>0，测记V0及VH；3）打开减压放水阀 11，使之形成P0<0（要求其中一次;B<0，即H<VB），测记V0及VH。.测出测压管6插入小水杯中的深度。.测定油的相对密度d°。1）开启通气阀4,测记V0；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1-1-2）,测记V0及VH（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1-1-3）,测记p0<0（此过程亦反复进行3次）。六、注意事项（填空）.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。.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实验条件次序水箱液面V/(Cm)测压管2液面VH/(cm)压力水头p-Vh-V0/(cm)号-vh-VB/(cm)pc-VH-Vc/(cm)Py/(cp-0113.2513.250.0011.1516.15p>0113.2527.6014.3525.5030.50213.2524.4011.1522.3027.30p0<0(其中一次PB<0)113.1512.05-1.1014.9519.95213.156.25-6.904.159.15313.101.55-11.95-0.554.45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V/(cm)测压管2液面VH/(cm)h-V-V/(cm)h1/(cm)h-V-V/(cm)P0>0且U型管中水面与油水交界面齐平113.1025.9012.8012.82X213.1025.9512.85313.1025.9012.80P0<0且U型管中水面与油面齐平113.0010.50/2.50213.0010.752.25312.9510.552.40七、问题分析.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。.当Pb<0时，静压仪中的真空区域有哪些？答：由所测数据可得：当Pb<0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=1.55c3U水箱顶的水箱区域。.若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定d0。答：让水箱与外界连通，即P0=0,记录水面到油水界面的距离/水，油面到油水界面的距离l，则d=1水油 0l油.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。.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。