靜水壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)完成版

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上§1-1 靜水壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn) （Experiment of Stastic Hydraulics Pressure）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊蟆?、掌握用測(cè)壓管測(cè)量流體靜壓強(qiáng)的技能；2、驗(yàn)證不可壓縮流體靜力學(xué)基本方程；3、通過(guò)對(duì)諸多流體靜力學(xué)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)分析研討，進(jìn)一步提高解決靜力學(xué)實(shí)際問(wèn)題的能力。4、鞏固絕對(duì)壓強(qiáng)、相對(duì)壓強(qiáng)、真空度概念。二、實(shí)驗(yàn)裝置、 圖1.1 靜水壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)裝置圖1、測(cè)壓管；2、帶標(biāo)尺測(cè)壓管；3、連通管；4、真空測(cè)壓管；5、U型測(cè)壓管；6、通氣閥；7、加壓打氣球； 8、截止閥；9、油柱；10、水柱；11、減壓放水閥。說(shuō)明：1、 所有測(cè)壓管液面標(biāo)高均以標(biāo)尺（測(cè)

2、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)點(diǎn)，則、亦為、；3、 本儀器所有閥門旋柄順管軸線為開(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)基本方程為：+ = 或： （1.1）式中： 被測(cè)點(diǎn)在基準(zhǔn)面以上的位置高度； 被測(cè)點(diǎn)的靜水壓強(qiáng)，用相對(duì)壓強(qiáng)表示，以下同； 水箱中液面的表面壓強(qiáng)； 液體容重； 被測(cè)點(diǎn)的液體深度。 另對(duì)裝有水油（圖1.2及圖1.3）U型測(cè)管，應(yīng)用等壓面原理可得油的比重有下列關(guān)系： = = （1.2） 據(jù)此可用儀器直接測(cè)得四、實(shí)驗(yàn)方法與步驟、1、搞清儀器組構(gòu)及其用法，包括：1）閥門開(kāi)關(guān)；2）加壓方法 關(guān)閉所有閥門（

3、包括截止閥），然后用打氣球充氣；3）減壓方法 開(kāi)啟筒底閥11放水；4）檢查儀器是否密封 加壓后檢查測(cè)管1、2、5液面高程是否恒定。若下降，表明漏氣，應(yīng)查明原因并加以處理。2、 記錄儀器編號(hào)及各常數(shù)（記入表1.1）。 五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及分析1、量測(cè)點(diǎn)靜壓強(qiáng)（各點(diǎn)壓強(qiáng)用厘米水柱高表示）。1）打開(kāi)通氣閥6（此時(shí)0=0），記錄水箱液面標(biāo)高和測(cè)管2液面標(biāo)高（此時(shí)=）； 記錄： = 9.8×10-3 = 2.10 = -2.90 = -5.90 相對(duì)壓強(qiáng)： 相對(duì)壓強(qiáng)： 相對(duì)壓強(qiáng)： 相對(duì)壓強(qiáng)：2） 關(guān)閉通氣閥6及截止閥8，加壓使形成00，測(cè)記及； 記錄： 條件：00 單位：（cm） 標(biāo)高次數(shù)123

4、9.209.609.4012.9031.4022.3000即加壓時(shí)，次數(shù)1： 相對(duì)壓強(qiáng)： 相對(duì)壓強(qiáng)： 相對(duì)壓強(qiáng)： 相對(duì)壓強(qiáng)：次數(shù)2： 次數(shù)3： 選擇一基準(zhǔn)面驗(yàn)證:（以次數(shù)3為例） 同一靜止液體內(nèi)的任意二點(diǎn)（C、D）的（ ）為常數(shù)。 即驗(yàn)證： =常數(shù)3） 打開(kāi)放水閥11，使形成00（要求其中一次 ，即），測(cè)記及。 記錄： 條件：00 單位：（cm）標(biāo)高次數(shù)1239.409.409.406.300.803.5000 即減 壓時(shí)，次數(shù)1： 相對(duì)壓強(qiáng)： 相對(duì)壓強(qiáng)： 相對(duì)壓強(qiáng)： 相對(duì)壓強(qiáng)：次數(shù)2： （對(duì)應(yīng) ） 次數(shù)3： 選擇一基準(zhǔn)面驗(yàn)證:（以次數(shù)3為例） 同一靜止液體內(nèi)的任意二點(diǎn)（C、D）的（ ）為常數(shù)

5、。 即驗(yàn)證： =常數(shù)2、測(cè)定油比重。1） 開(kāi)啟通氣閥6，測(cè)記； 記錄： 2） 關(guān)閉通氣閥6，打氣加壓（00），微調(diào)放氣螺母使U型管中水面與油水交界面齊平（圖1.2），測(cè)記及（此過(guò)程反復(fù)進(jìn)行三次）； 記錄： 單位：（cm）標(biāo)高次數(shù)1239.409.389.4218.0017.8018.20平均值： 的均值：3）打開(kāi)通氣閥，待液面穩(wěn)定后，關(guān)閉所有閥門；然后開(kāi)啟放水閥11降壓（00），使U型管中的水面與油面齊平（圖1.3），測(cè)記及（此過(guò)程亦反復(fù)進(jìn)行三次）。記錄： 單位：（cm）標(biāo)高次數(shù)1237.507.507.409.409.609.40平均值： 的均值： 經(jīng)查閱可知油的容重： 六、實(shí)驗(yàn)分析與思考題

6、、1、實(shí)驗(yàn)分析：1）若再備一根直尺，如何采用最簡(jiǎn)便的方法測(cè)定0 ？最簡(jiǎn)單的方法是，用直尺分別測(cè)量水箱內(nèi)通大氣情況下，管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度和，由式求得。2）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 ？設(shè)被測(cè)液體為水，如測(cè)壓管太細(xì)，測(cè)壓管液面因毛細(xì)現(xiàn)象而升高，會(huì)造成測(cè)量誤差，毛細(xì)高度由下式計(jì)算： 式中，為表面張力系數(shù)；為液體容重；為測(cè)壓管內(nèi)徑；為毛細(xì)升高。常溫（=20）的水，=7.28，=0.983。水與玻璃的浸潤(rùn)角很小，可認(rèn)為cos=1.0。于是有 （、單位均為）一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)玻璃測(cè)壓管的內(nèi)徑大于10時(shí)，毛細(xì)影響可忽略不計(jì)。另外，當(dāng)水質(zhì)不潔時(shí)，減小，毛細(xì)高度也較靜水??；當(dāng)

7、采用有機(jī)玻璃管作測(cè)壓管時(shí)，浸潤(rùn)角較大，其較普通玻璃管小。如果用一根測(cè)壓管測(cè)量液體相對(duì)壓差值，則毛細(xì)現(xiàn)象無(wú)任何影響。因?yàn)闇y(cè)量高、低壓強(qiáng)時(shí)均有毛細(xì)現(xiàn)象，但在計(jì)算壓差時(shí)，互相抵消了。 3）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)水平面是否等壓面？哪一部分液體是同一等壓面？ 不全是等壓面，他僅相對(duì)管1、2及水箱中的而言，這個(gè)水平面才是等壓面。因?yàn)橹挥腥烤邆湎铝?個(gè)條件的平面才是等壓面：重力液體；靜止；連通；連通介質(zhì)為同一均質(zhì)液體；同一水平面。上述問(wèn)題中，管5與水箱之間不符合條件，因此，相對(duì)管5和水箱中的液體而言，該水平面不是等壓面。2、實(shí)驗(yàn)思考題：1）同一靜止液體內(nèi)的測(cè)管水頭線是一根什么線？答：測(cè)壓管水頭指，即靜水力學(xué)實(shí)驗(yàn)儀顯示的測(cè)壓管液面至基準(zhǔn)面的垂直高度。測(cè)壓管水頭線指測(cè)壓管液面的連線。從實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)或?qū)嶒?yàn)直接觀察可知，同一靜止液面的測(cè)壓管水頭線是一根水平線。2）當(dāng)B0時(shí)，試根據(jù)記錄數(shù)據(jù)，確定真空度大小及所在區(qū)域。答：以當(dāng)時(shí)，第2次B點(diǎn)量測(cè)數(shù)據(jù)（表1.1）為例，此時(shí)，相應(yīng)容器的真空區(qū)域包括以下3三部分：（1）過(guò)測(cè)壓管2液面作一水平面，由等壓面原理知，相對(duì)測(cè)壓管2及水箱內(nèi)的水體而言，該水平面為等壓面，均為大氣壓強(qiáng)，故該平面以上由密封的水、氣所占的空間區(qū)域，均為真空區(qū)域。