流体静力学实验报告(中国石油大学)|静水力学实验报告
时间：2020-08-09 12:38:46 来源：天一资源网 本文已影响 人 
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中国石油大学（华东）工程流体力学实验报告
实验日期： 绩：
班级： _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
1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_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
本实验的装置如图所示。
M一 - h
M
一 - h
a
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
?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 B、 C、 D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，贝V B、 c、 D亦为ZB、ZC、ZD；
?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/ 丫 =const (1-1-1a)
形式之二：
p Po h (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；
Po—— 水箱中液面的表面压强；
——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 w h1 oH ( 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
P02 w H o H
Po2w h2 o HYY图 1-1-2
Po2
w h2 o H
Y
Y
图 1-1-2
w
h2
由（1-1-2 ）、（ 1-1-3 ）两式联解可得：
H h, h2
代入式（1-1-2 ）得油的相对密度do
do
do
h1
h1 h2
(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
四、实验要求 填空
1 ?记录有关常数
各测点的标尺读数为：
b = _ 2.1 cm；
C=_ -2.9 — cm；
实验装置编号 No. 13
d =—-5.9 cm；
基准面选在_带标尺的测压管0刻度处_； zC = -2.9 _cm； zD = -5.9 cm；
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—点C、D的（z卫）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
时，可以看出同一静止液体内的任意二点 C、D的（Z E）值为常数
求出油的重度。
8265.53N/m
8265.53
N/m
4?测出6#测压管插入小水杯水中深度。
h6= _ 2.45 cm
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 I、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。
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po 0）,记录—水箱液面 标高 °和测管2液面标高
H （此时0 H ）；
2） 关闭—通气阀 4及截止阀8，加压使之形成 Po 0 ，测记 °及h；
3） 打开 减压放水阀 11,使之形成po 0（要求其中一次 卫B 0 ，即
H B），测记 0及H。
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 do。
1）开启通气阀4,测记 0 ;
2）关闭一通气阀 4，打气加压（p。 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0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 _放水阀 _11降压
（Po 0 ），使U形管中的水面与油面齐平 （图1-1-3），测记Po 0（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
实验条件
次序
水箱液面
0 /(cm)
测压管2液面
h /(cm)
压力水头
测压管水头
Pa
H 0
/(Cm)
Pb
H B
/(Cm)
Pc
H C
/(Cm)
Pd
H D
/(Cm)
Zc卫
/(Cm)
ZD上
/(Cm)
Po 0
1
13.25
13.25
0.00
11.15
16.15
19.15
13.25
13.25
Po 0
1
13.25
27.60
14.35
25.50
30.50
33.50
27.60
27.60
2
13.25
24.40
11.15
22.30
27.30
30.30
24.40
24.40
Po 0
(其中一次
Pb 0)
1
13.15
12.05
-1.10
14.95
19.95
22.95
12.05
12.05
2
13.15
6.25
-6.90
4.15
9.15
12.15
6..25
6.25
3
13.10
1.55
-11.95
-0.55
4.45
7.45
1.55
1.55
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
0 /(cm)
测压管2液面
h /(Cm)
h1 H 0
/(cm)
h1
/(cm)
h2 0 H
/(cm)
h2
/(cm)
d o h1
do --
w h1 h2
p0 0 且 u
型管中水面与 油水交界面齐 平
1
13.10
25.90
12.80
12.82
X
/
0.84
2
13.10
25.95
12.85
3
13.10
25.90
12.80
p0 0 且 U
型管中水面与
油面齐平
1
13.00
10.50
/
/
2.50
2.38
2
13.00
10.75
2.25
3
12.95
10.55
2.40
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
静止流体内测压管水头线为一水平线。
2?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=1.55c m到水箱顶的水箱区域。
TOC \o "1-5" \h \z 3?若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定 do。
答：让水箱与外界连通，即 p0 =0,记录水面到油水界面的距离 I水，油面到油水界面的、-. I 水
距离I油，则do = 一。
I油
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。
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