流體靜力學(xué)實(shí)驗(yàn)

1、中國(guó)石油大學(xué)流體靜力學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)日期： 2011年9月25日 成績(jī)： 班級(jí)：儲(chǔ)運(yùn)0903 學(xué)號(hào)： 09122304 姓名： 張瑩 教師： 王連英 同組者： 趙陸陽(yáng) 實(shí)驗(yàn)一、流體靜力學(xué)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握用液式測(cè)壓計(jì)測(cè)量流體靜壓力的技能。2. 驗(yàn)證不可壓縮流體靜力學(xué)基本方程，加深對(duì)位置水頭，壓力水頭和測(cè)壓管水頭的理解。3. 觀察真空度（負(fù)壓）的產(chǎn)生過(guò)程，進(jìn)一步加深對(duì)真空度的理解。4. 測(cè)定油的相對(duì)密度。5. 通過(guò)對(duì)諸多流體靜力學(xué)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)分析，進(jìn)一步提高解決靜力學(xué)實(shí)際問(wèn)題的能力。二、實(shí)驗(yàn)裝置本實(shí)驗(yàn)的裝置如圖1-1所示。1. 測(cè)壓管 ； 2. 帶標(biāo)尺的測(cè)壓管 ；3. 連通管 ； 4. 通氣閥

2、；5. 加壓打氣球 ;6. 真空測(cè)壓管 ；7. 截止閥 ； 8. u形測(cè)壓管 ；9. 油柱 ； 10. 水柱 ；11. 減壓放水閥 .圖1-1-1 流體靜力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置圖說(shuō)明：（1） 所有測(cè)壓管液面標(biāo)高均以標(biāo)尺（測(cè)壓管2）零讀數(shù)為基準(zhǔn)（2） 儀器銘牌所注，系測(cè)點(diǎn)b,c,d的標(biāo)高。若同時(shí)取標(biāo)尺零點(diǎn)作為靜力學(xué)基本方程的基準(zhǔn)，則，亦為z , .（3） 本儀器所有閥門(mén)旋柄均以順管軸線為開(kāi)。三、實(shí)驗(yàn)原理1. 在重力作用下不可壓縮流體靜力學(xué)基本方程。形式一： z+=const (1-1-1a)形式二： p=p+h (1-1-1b)式中 z-測(cè)點(diǎn)在基準(zhǔn)面以上位置高度； p-測(cè)點(diǎn)的靜水壓強(qiáng)（用相對(duì)壓強(qiáng)表示，以下

3、同）； p-水箱中液面的表面壓強(qiáng)； -液體的重度； h-測(cè)點(diǎn)的液體深度。2. 油密度測(cè)量原理當(dāng)u形管重水面與油水界面齊平（見(jiàn)圖1-1-2），取油水界面為等壓面，有： p=h=h (1-1-2)另當(dāng)u形管中水面與油界面齊平（見(jiàn)圖1-1-3），取油水界面為等壓面，有： p+h=h 即 p=h=hh (1-1-3)圖1-1-2 圖1-1-3由式（1-1-2），式（1-1-3）兩式聯(lián)立可解得： h= h+ h代入式（1-1-2）可得油的相對(duì)密度d為： d= = （1-1-4）根據(jù)式（1-1-4），可以用儀器（怒用額外的尺子）直接測(cè)得d。四、實(shí)驗(yàn)要求1記錄有關(guān)常數(shù) 實(shí)驗(yàn)裝置編號(hào)no.12 各測(cè)點(diǎn)的標(biāo)尺讀

4、數(shù)為：= 2.1 ； = 2.9 ； = 5.9；基準(zhǔn)面選在 測(cè)壓管2標(biāo)尺零點(diǎn)所在平面 ； = 2.9 ； = 5.9 ；2分別求出各次測(cè)量時(shí)，a、b、c、d點(diǎn)的壓強(qiáng)，并選擇一基準(zhǔn)驗(yàn)證同一靜止液體內(nèi)的任意二點(diǎn)c、d的()是否為常數(shù)？計(jì)算：（以中次序1數(shù)據(jù)為例處理數(shù)據(jù)） =13.05-12.95=0.10 =13.05-2.10=10.95 =13.05-(-2.9)=15.95 =13.05-(-5.9)=18.95 =-2.9+15.95=13.05 =-5.9+18.95=13.05故，選取測(cè)壓管2標(biāo)尺零點(diǎn)所在平面為基準(zhǔn)，同意靜止液體內(nèi)的任意二點(diǎn)c,d的為常數(shù) 3求出油的重度。 = 827

5、1.42 計(jì)算：由表1-1-2可以得： =15.00*10m =2.77*10m 代入公式（1-1-4）可得 = d*g=0.844*9.8*1000=8271.2 4測(cè)出6#測(cè)壓管插入小水杯水中深度。 = 6.20 =-=6.20*10m 5完成表1-1及表1-2。五、實(shí)驗(yàn)步驟 1.了解儀器的組成及其用法，包括： （1）各閥門(mén)開(kāi)關(guān)。 （2）加壓方法：關(guān)閉所有閥門(mén)（包括截止閥），然后用打氣球充氣。 （3）減壓方法：開(kāi)啟筒底減壓放水閥11放水。 （4）檢查儀器是否密封：加壓后檢查測(cè)壓管1,2,8的液面高程是否恒定。 若下降，則表明漏氣，應(yīng)查明原因加以處理。 2.記錄儀器編號(hào)及各常數(shù)。 3.進(jìn)行實(shí)

6、驗(yàn)操作，記錄并處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（見(jiàn)表1-1-1和表1-1-2）。 4.量測(cè)點(diǎn)靜壓強(qiáng)。（1）打開(kāi)通氣閥4（此時(shí)p=0），記錄水箱液面標(biāo)高和測(cè)壓管2的液面標(biāo)高（此時(shí)=）。（2）關(guān)閉通氣閥4及截止閥7，用打氣球加壓使p0，測(cè)記及。（3）打開(kāi)減壓放水閥11，使p0（要求其中一次p0,即），測(cè)記及 5.測(cè)出測(cè)壓管6插入小水杯中水的深度。 6.測(cè)出油的相對(duì)密度d。 (1)開(kāi)啟通氣閥4，測(cè)記。 （2）關(guān)閉通氣閥4，用打氣球加壓（p0），微調(diào)放氣螺母使u形管水面 與油水界面水平（見(jiàn)圖1-1-2），測(cè)記及。（此過(guò)程反復(fù)進(jìn)行3次）。 （3）打開(kāi)通氣閥4，待液面穩(wěn)定后，關(guān)閉所有閥門(mén)，然后開(kāi)啟減壓放水閥門(mén)11降壓（p0）

7、，使u形管中的水面與油面齊平（見(jiàn)圖1-1-3），測(cè)記及。（此過(guò)程反復(fù)進(jìn)行3次）。六、注意事項(xiàng) 1.用打氣球加壓，減壓需緩慢，以防液體溢出級(jí)油珠吸附在管壁上。打 氣后務(wù)必關(guān)閉加壓打氣球下端閥門(mén)，以防漏氣。 2.在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，裝置的氣密性要求保持良好。表1-1-1 流體靜壓強(qiáng)測(cè)量記錄及計(jì)算表實(shí)驗(yàn)條件次序水箱液面測(cè)壓管2液面壓力水頭測(cè)壓管水頭112.9513.050.0010.9515.9518.9513.0513.051129042.8029.9040.7045.7048.742.8042.80212.9029.9017.0027.8032.8035.8029.9029.90（其中一次）112.8

8、58.20-4.656.1011.1014.108.208.20212.855.80-7.053.708.7011.705.805.80312.801.75 -11.05-0.354.657.651.751.75表1-1-2 油相對(duì)密度測(cè)量記錄及計(jì)算表?xiàng)l件次序水箱液面測(cè)壓管2液面且u型管中水面與油水交界面齊平112.8027.7514.95 15.000.843212.8027.8515.05312.8027.8015.00且u型管中水面與油面齊平112.8010.002.802.77212.8010.052.75312.75 10.002.75表1-1-3測(cè)量測(cè)壓管6插入小水杯中水深度記錄表

9、實(shí)驗(yàn)條件次序水箱液面測(cè)壓管2液面測(cè)壓管插入小水杯水中深度（打開(kāi)截止閥7）112.7518.95七、問(wèn)題分析1同一靜止液體內(nèi)的測(cè)壓管水頭線是根什么線?答：測(cè)壓管水頭指（z+p/），即靜水力學(xué)實(shí)驗(yàn)儀顯示的測(cè)管液面至基準(zhǔn)面 的垂直高度。測(cè)壓管水頭線是測(cè)壓管液面的連線。實(shí)驗(yàn)直接觀察可知，同 一靜止液體內(nèi)的測(cè)壓管水頭線是根水平線。2當(dāng)時(shí)，試根據(jù)記錄數(shù)據(jù)確定水箱內(nèi)的真空區(qū)域。答：真空區(qū)域有3個(gè)：水箱中水箱液面到與測(cè)壓管2液面齊平處之間的空間；u形管左側(cè)液面往下，距離為水箱液面至測(cè)壓管2見(jiàn)的距離；真空測(cè)壓管6液面到下方水杯液面之間的空間。 3若再備一根直尺，試采用另外最簡(jiǎn)便的方法測(cè)定。答：將所有閥門(mén)打開(kāi)，用直尺量取u形管水面和油面到油水界面的距離h和h,此時(shí)h,而= d*g,就可以算出d。4如測(cè)壓管太細(xì)，對(duì)測(cè)壓管液面的讀數(shù)將有何影響? 答 水有黏性，管子太細(xì)導(dǎo)致測(cè)壓管液面會(huì)產(chǎn)生毛細(xì)現(xiàn)象測(cè)壓管液面因毛細(xì) 現(xiàn)象而升高，造成測(cè)量誤差。5過(guò)c點(diǎn)作一水平面，相對(duì)管1、2、5及水箱中液體而言，這個(gè)水平面是不是等壓面?哪一部分液體是同一等壓面?答：不是等壓面。測(cè)壓管和帶標(biāo)尺的測(cè)壓管是等壓面和水箱中的同一高度的水面是等壓面。八、心得體會(huì) 通過(guò)本次流體靜力學(xué)實(shí)驗(yàn)，使我掌握了利用液式測(cè)壓計(jì)測(cè)量流體靜壓強(qiáng)的