流体静力学实验报告

中国石油大学（华东）工程流体力学实验报告

实验日期： 2014 10 27 成绩：

班级：

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；

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

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。

1. 测压管 ；2. 带标尺的测压管 ；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1-1-1 流体静力学实验装置图

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2、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?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，则?B、?C、?D亦为zB、zC、zD；

3．本仪器中所有阀门旋柄 均以顺 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? =const

（1-1-1a）

形式之二：

p?p0??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；

p0——水箱中液面的表面压强； ?——液体重度；

h——被测点的液体深度。

2. 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??wh1??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??wH??oH 即

p02???wh2??oH??wH （1-1-3）

2

h1p01Hγwp01γ0h2γwp02p02γ0γwHγw图1-1-2 图1-1-3

由（1-1-2）、（1-1-3）两式联解可得： 代入式（1-1-2）得油的相对密度do

do?H?h1?h2

h1h1?h2?o?w? （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 实验装置编号No. 10

各测点的标尺读数为：

?B= 2.1 cm； ?C= -2.9 cm； ?D= -5.9 cm；

基准面选在 带刻度测压管零刻度线所在水平面 ； 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二点C、D的(z?p?)是否为常数？

答： 经验证，是常数

3．求出油的重度。 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；

3?o= 0.85 N/m

4．测出6#测压管插入小水杯水中深度。 ?h6= 3.90 cm

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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

开启箱底 减压放水阀11 放水； 4）检查仪器是否密封

加压后检查 测压管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。 2．记录仪器编号、各常数。

3．实验操作，记录并处理实验数据，见表1-1-1和表1-1-2。 4．量测点静压强。

1)打开通气阀4(此时p0?0)，记录 水箱液面标高 ?0和 测压管2的液面标高 ?H(此时?0??H)；

2)关闭 通气阀4 及截止阀8，加压使之形成p0?0，测记?0及?H； 3)打开 减压放水阀11 ，使之形成p0?0(要求其中一次即?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 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?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 减压放水阀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）

1．用打气球加压、减压需缓慢，以防 液体溢出 及 油珠吸

pB??0，

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。

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表1-1-1 流体静压强测量记录及计算表 压力水头 水箱液面 实验条件 次序 测压管水头 ?0/(cm) 测压管2液面 ?H/(cm) pA?/(cm) ??H??0 pB?/(cm) ??H??B pC?/(cm) ??H??C pD?/(cm) ??H??D zC?pC ?/(cm) zD?pD ?/(cm) p0?0 p0?0 p0?0 （其中一次1 1 2 1 2 3 9.85 9.80 9.80 9.80 9.80 9.80 9.85 15.50 20.40 6.95 4.80 1.50 0 5.70 10.60 -2.85 -5.00 -8.30 7.75 13.40 18.30 4.85 2.70 -0.60 12.75 18.40 23.30 9.85 7.70 4.40 15.75 21.40 26.30 12.85 10.70 7.40 9.85 15.50 20.40 6.95 4.80 1.50 9.85 15.50 20.40 6.95 4.80 1.50 pB?0）

表1-1-2 油相对密度测量记录及计算表 条件 次序 1 2 3 1 2 3 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) do??o?w?h1h1?h2 p0?0且U9.70 9.75 9.80 9.80 9.70 9.75 20.30 20.20 20.25 8.00 8.00 7.90 10.60 10.45 10.45 型管中水面与油水交界面齐平 10.50 p0?0且U型管中水面与油面齐平 1.80 1.70 1.85 0.85 1.80 5

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