静水压强量测实验

静水压强量测实验

一、实验目的要求、

1、掌握用测压管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；

3、通过对诸多流体静力学现象的实验分析研讨，进一步提高解决静力学实际问题的能力。

4、巩固绝对压强、相对压强、真空度概念。

二、实验装置、

图1.1 静水压强实验装置图

1、测压管；2、带标尺测压管；3、连通管；4、真空测压管；5、U型测压管； 6、通气阀；7、加压打气球； 8、截止阀；9、油柱；10、水柱；11、减压放水阀。

说明：

1、 所有测压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

程的基准点，则?B、?C、?D亦为zB、zC、zD； 3、 本仪器所有阀门旋柄顺管轴线为开。

三、实验原理、

1、在重力作用下不可压缩流体静力学基本方程为：

pz+ ? =const

或： p?p0???h （1.1） 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；

? —— 液体容重；

h —— 被测点的液体深度。

另对装有水油（图1.2及图1.3）U型测管，应用等压面原理可得油的比重s0有下列关系：

?0h1 s0= ?? = h1?h2 （1.2）

据此可用仪器直接测得s0

四、实验方法与步骤、

1、搞清仪器组构及其用法，包括：

1）阀门开关；

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1、2、5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、记录仪器编号及各常数（记入表1.1）。 3、量测点静压强（各点压强用厘米水柱高表示）。

1）打开通气阀6（此时p0=0），记录水箱液面标高?0和测管2液面标高?H（此时?0=?H）； 2）关闭通气阀6及截止阀8，加压使形成p0＞0，测记?0及?H；

pB3）打开放水阀11，使形成p0＜0（要求其中一次?＜0，即?H＜?B），测记?0及?H。

4、测出4# 测压管插入小水杯中的深度(现场)。 5、测定油比重s0。

1）开启通气阀6，测记?0；

2）关闭通气阀6，打气加压（p0＞0），微调放气螺母使U型管中水面与油水交界面齐平（图1.2），测记?0及?H（此过程反复进行三次）；

3）打开通气阀，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型管中的水面与油面齐平（图1.3），测记?0及?H（此过程亦反复进行三次）。

五、实验成果及要求、

1、记录有关常数 实验台号：No. 各测点标尺读数为：

?B= cm ?C= cm ?D= cm

?w= 9.8×10-3 N/cm3

2、分别求出各次测量时A、B、C、D点的压强，并选择一基准面验证——同一静止液体内的

任意二点（C、D）的（

z?p?）为常数。

3、求出油的容重。 ?0 = 0.0080 N/cm3

六、实验分析与思考题、

1、实验分析：

1）若再备一根直尺，如何采用最简便的方法测定?0 ？

最简单的方法是，用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度

hw和

h0，由式

?whw??0h0求得

?0。

2）如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响 ？

设被测液体为水，如测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，会造成测量误差，毛细高度由下式计算：

h?4?cos?d?

式中，?为表面张力系数；?为液体容重；d为测压管内径；h为毛细升高。

常温（t=20℃）的水，?=7.28dyn/mm，?=0.98dyn/mm3。水与玻璃的浸润角?很小，可认为cos?=1.0。于是有

h?29.7d? （h、d单位均为mm）

一般来说，当玻璃测压管的内径大于10mm时，毛细影响可忽略不计。另外，当水质不洁时，?减小，毛细高度也较静水小；当采用有机玻璃管作测压管时，浸润角?较大，其h较普通玻璃管小。 如果用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，但在计算压差时，互相抵消了。

3）过C点作一水平面，相对管1、2、5及水箱中液体而言，这个水平面是否等压面？哪一部分液体是同一等压面？不全是等压面，他仅相对管1、2及水箱中的而言，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连通介质为同一均质液体；⑤同一水平面。上述问题中，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。

2、实验思考题：

1）同一静止液体内的测管水头线是一根什么线？

2）当pB＜0时，试根据记录数据，确定真空度大小及所在区域。

量测实验七 动量方程验证实验

一、实验目的、

1、验证不可压缩流体恒定总流的动量方程；

2、通过对动量与流速、流量、出射角度、动量矩等因素间相关性的分析研究，进一步掌握流体动力学的动量守恒定理； 3、测定动量修正系数。

二、实验装置、

图1.1 动量方程实验装置图

1、自循环供水器；2、实验台；3、可控硅无级调速器；4、水位调节阀；5、恒压水箱； 6、管嘴；7、集水箱；8、带活塞的测压管；9、带活塞和翼片的抗冲平板；10、上回水管。

三、实验内容与原理、

1、计算机CAI实验教学模拟。

2、测量活塞中心点的静水压强来计算水流的冲力：利用自动反馈原理，使实验过程中达到需要测量的静水作用力与射流的冲击力自动平衡。射流冲击在平板上的冲力全部作用在活塞体中，当活塞处于稳定位置时，只需测得活塞所受到的静水作用力，便可足够

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