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） 工程流体力学 实验报告

实验日期： 2019.9.29 成绩：

班级： 装控 09-4 班 学号：姓名： 曲效建 教师： 王连英 同组者： 李 彬实验一、流体静力学实验

一、实验目的

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。

　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。

图 1-1 流体静力学实验装置图

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

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的标高。若同时取标尺零点作为静 力学基本方程的基准，则 ？ B, ? C, ? D亦成为zC, 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

1 ．在重力作用下不可压缩流体静力学基本方程

1 ．在重力作用下不可压缩流体静力学基本方程

形式一：

p

z+=const （ 1-1-1a ）

Y

形式二：

P=P 。

　+Y （1-1-1b ） 式中 z--- 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，一下同）； P。-- 水箱中液面的表面压强；

Y -- 液体的重度； h —测点的液体深度； 2. 油密度测量原理。

当 u 形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：

P01= Y w=Y 0H （1-1-2） 另当 U 形管中水面与油面平齐（见图 1-1-3 ），取油水界面为 等压面时，有：

P02+ Y WH=Y 0H

即

P02=- Y wh2=Y 0H- Y

WH （1-1-3）

图 1-2 图 1-3

四、实验要求

．记录有关常数 实验装置编号 No. 12 各测点的标尺读数为：

? B? 10-2m； ? C? 10-2m； ? D? 10-2m； 基准面选在 测压管的 0 刻度线处； zC? 10-2m；

zD ? 10-2m；

?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

p

静止液体内的任意二点 C、D的（z+）是否为常数.

Y

?求出油的重度。

　Y oN/m3

．测出 6#测压管插入小水杯水中深度。 ?h6= 3.67 ? 10-2m 5 ．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）减压方法：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. 记录仪器编号及各常数。

3. 进行实验操作，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（此 时 ? 0=? H）。

（2） 关闭通气阀4及截止阀 乙用打气球加压使 P0> 0，测记？ 0及？耳

（3） 打开减压放水阀11,使P0V 0 （要求其中一次 PB< 0,即？ H< ,测记及？ 0。

5. 测出测压管 6 插入小水杯中水的深度。

　6. 测定油的相对密度 d0.

（1）开启通气阀4,测记？ 0。

　（2）关闭通气阀4,用打气球加压（p0 >0）,微调 放气螺母使U形管中水面与油水界面齐平（见图 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（见图 1-1-3 ），测记？ 0及？ H （此过程亦反 复进行 3 次）。

六、注意事项

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。大气后务必 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

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：同一静止液体内的测压管水头线是根等压面的投影形成的水平线。

2 ．当 pB

pB

答：关闭空气阀 截止阀，用打气球加压使测压管的液面高于水箱液面， U 形管中的油

面高于水面。读出测压管的高度 hO, u形管水面的高度hl,用直尺读出油面高于水面的的

高度 h3。

　d0=h3/(h0-h1)

．如测压管太细,对测压管液面的读数将有何影响 ? 答：测压管太细会出现毛细现象,液面会高于或低于原本的高度,对读数带来误差,

影响实验结果。

?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?哪一部分液体是同一等压面 ?

答：不全是等压面,它仅相对管 1、 2 及水箱中的液体而言,这个水平面才是等压面。

　相对管 5 和水箱中的液体而言,该水平面不是等压面。

八、实验总结

通过本实验我掌握了液式测压计的使用。

通过实验的操作,增强了我们的动手能力,是我对该实验装置有了深一步的认识

实验数据的计算加深了我对静力学平衡方程的理解。

通过本次实验对流体静力学现象的实验分析,提高了进一步解决静力学实际问题的 能力。