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1、工程流体力学实验报告实验日期：2012.2.27成绩:班级：2010级热能6班学号:20103969姓名：徐金 教师： 同组者:熊友福、张浩、陈丹阳实验流体静力学实验一、实验目的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、实验装置本实验的装置如图1-1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_
2、; 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流体静力学实验装置图说明：（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VA， , 系测点A,B,C的标高。若同时取标尺7cm点 作为静力学基本方程的基准，则 ： ,亦为z,z,z。（3）本仪器中所有阀门旋柄均以顺管轴线为开B C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。形式一：(1-1-1a)(1-1-1b)pz + = const形式二：式中p = p + y hz测点在基准面以上的位置高度；p测点的静水压强（用相对压强表示，以下同）；p 水箱中液面的表
3、面压强；y 液体的重度；h 测点的液体深度。2. 油密度测量原理。当。形管中水面与油水界面齐平（见图1-2），取油水界面为等压面时，有 p = y h = yH（1-1-2）另当。形管水面与油面齐平（见图1-3），取油水界面为等压面时，有：p +y H = yHp2 由式(1-1-2)=-y h = yH - y H、式（1-1-3）两式联立可解得:H = h + h代入式（1-1-2）可得油的容重为Y :y = hyh + h w根据式（1-1-4）,可以用仪器直接测得h1h2o(1-1-3)(1-1-4)图1-2图1-3四、实验要求1. 记录有关常数实验装置编号No. 2各测点的标尺读数为
4、：a =2.00X 10-2m ；匕=-3.00X 10-2m ；七=-6.80X 10-2m ；基准面选在=7.00X10-2m ； zA=-5.00x 10-2m ； zB =-10.00x 10-2m ； zC=-13.80 X 10-2 m2. 分别求出各次测量时，A、B、C点的压强，并选择一基准验证同一静止 液体内的任意二点入、B、C的(二+ P )是否为常数?Y答：以气 0的第一组数据为例计算。由 J =V -， 同理：得 pA = y.(V - A)=pB = y - (V - V )= p = y - (V - V )=进而可求得其他各次测量时，A,B,C点的压强。选测压管2的
5、7cm刻度所在水平面为基准，则：z + =由上式计算结果可以看出同一静止液体内的任意三点A、B、C的(乙+ P) y为常数。3. 求出油的容重。答：由表1-1数据：h + h + h1 3h = 21 + 22 + 23 =2 3y = h 1 y =h + h w4. 完成表1-1及表1-2。五、实验步骤1. 了解仪器的组成及其用法，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) 减压方式：开启筒底减压放水阀11放水。(4) 检查仪器是否密封：加压后检查测压管1, 2,8的液面高程是否恒定。 若下降，则表明漏气，应查明原因并加以处理。2.
6、记录仪器编号及常数。3. 进行实验操作，记录并处理实验数据(见表1-1及表1-2 )。4. 量测点静压强。(1) 打开通气阀4 (此时 =0)，记录水箱液面标高v和测压管2的液面 标高v (此时v = v )。(2) 关闭通气词4及截止阀7,用打气球加压使p 0，测记v及v。(3) 打开减压放水阀11，使p 0 )，微调放气螺母何形管中水 面与油水界面齐平(见图1-2)，测记；及v。(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( p 0)使。形管中的水面与油面齐平(见图1-3)，测记v及v (此过程亦反复 进行3次)。0 h六、注意事项1
7、. 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 气后务必关闭加压打气球下端的阀门，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流体静压强测量记录及计算表实验条 件次序水箱液面V /(10 -2m)测压管2液 面Vh /(10 -2m)压强水头JPA = V - yHAw/(10 -2m)% = V - yhbw/(10 -2m)J = V - w/(10 - 2 m )Zp = 010123p 0 且 U 型0管中水 面与油水 交界面齐 平1h1=23p 0 且 U 型0管中水 面与油面 齐平1h2=23七、问题分析1.同一静止液体内的测压管水头线是根什么
8、线?答：测压管水头为,+p，同一基准面各点的测压管水头高度相同，所以测 Y压管水头线为一水平线2当p 0时，试根据记录数据确定水箱内的真空区域。答：当p 0时，由p 0的第一组数据，v =V H=，测压管2的液面的压强即为外界大气压压强，沿其做一水平面，则水箱中该水平 面以上区域即为真空区域。3. 若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定。Y h = 1Y hw2答：（1）打开通气阀，待液面稳定（2）过油水界面做一水平等压面，用尺 子测量。形测压管左侧该水平面以上液柱的高度七，及右侧油的高度h2，（3）由 等压面上压力相等得：p 0 +丫 . h广p 0 +y. h 2，即d4. 如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响？答：如果测压管太细，则由于毛细现象明显，玻璃具有亲水性，而导致测压 管液面的读数偏大。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：等压面的定义为：在同一种连续的静止流体中，静压力相等的各点所组 成的面。而管8中的液体不与其他的管和水箱中的液体相连，即不连续，而且管 8中的液体也不是同一种液体，所以这个水平面不是等压面。管1、2和水箱中 的液体对这一平面是等压面。
工程流体力学_流体静力学实验
