流体静力学实验报告

流体静力学实验报告中国石油大学（华东）现代远程教育工程流体力学实验报告学生姓名：XXXX学号：XXXX年级专业层次：XXX油气开采技术高起专学习中心：XXXXXXXXXXXXXXXXXXX提交时间：2015年X月X日实验名称：流体静力学实验实验形式：在线模拟+现场实践提交形式：电子版实验报告一、实验目的：1.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。3.观察真空度（负压）的生产过程，进一步加深对真空度的理解。4.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：z+p/r=const(1-1-1a)形式二：P=po+rh(1-1-1b)式中，z为测点在基准面上的位置高度；P为测点的静水压强（用相对压强表示，以下同）；Po为水箱中液面的表面压强；r为液体的重度；h为测点的液体深度。2.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)即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do。三、实验装置：本实验的装置如图1-1所示。1.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四、实验步骤：1.了解实验装置及其用法，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的液面高程是否恒定。若下降，则查明原因并加以处理。2.在进行实验前，需要记录仪器编号以及各常数。3.在实验操作过程中，需要记录并处理数据。4.测量点的静压强需要进行以下步骤：(1)打开通气阀4（此时po=0），记录水箱液面高标▽和测压管的液面标高▽H（此时▽o=▽H）。(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▽H。(3)打开减压放水阀11，使po<0（要求其中一次pB<0，即▽H<▽B），测记▽及▽H。5.测量测压管6插入水杯中水的深度。6.测定油的相对密度do需要进行以下步骤：(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▽及▽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▽及▽H（此过程反复进行3次）。实验报告处理：1.测压管水头线是指测压管液面的连线，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。2.当pB<0时，水箱内的真空区域包括过测压管液面、过箱顶小水杯的液面和U形测压管中自水面向下深度为12.8cm的一段水柱。3.最简单的方法测定油的相对密度do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γwhw=γoho求得do。4.如果测压管太细，对测压管液面的读数将会有影响。一般情况下，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，液体的表面张力会减小，毛细现象的高度也会减小。如果使用有机玻璃管作为测压管，由于其浸润角θ较大，毛细现象的高度比普通玻璃小。当使用同一根测压管测量液体相对压差值时，毛细现象不会对测量结果产生影响，因为在测量高低压强时，毛细现象会相互抵消。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？并且哪一部分液体是同一等压面？这个水平面只是相对于管1、2和水箱中的液体而言才是等压面，不是全部液体的等压面。因为只有满足以下五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与水箱之间不满足条件(4)，因此，相对于管5和水箱中的液体而言，该水平面不是等压面。表1-1是流体静压强测量记录及计算表。其中，压力水头、水箱液面、测压管2液面、测压管水头、p、A、/(10m)、H/(10m)、、pB、、pC、、pD、、zC＋pC、zD＋pD/(10m)/(10m)分别表示对应的测量项和计算结果。表1-2是油相对密度测量记录及计算表。其中，条件次序、水箱液面、测压管2液面h1、h1/(10m)－2、h2、h2/(10m)－2、/(10m)、H/(10m)、分别表示对应的测量项和计算结果。11.7根据公式，当液体密度为2g/cm³，重力加速度为10m/s²时，深度为2m的液体压强为2/(10m)²。液体的比重可以用液面高度h1和油水交