流體靜力學實驗報告

流體靜力學實驗報告中國石油大學（華東）現代遠程教育工程流體力學實驗報告學生姓名：XXXX學號：XXXX年級專業(yè)層次：XXX油氣開采技術高起專學習中心：XXXXXXXXXXXXXXXXXXX提交時間：2015年X月X日實驗名稱：流體靜力學實驗實驗形式：在線模擬+現場實踐提交形式：電子版實驗報告一、實驗目的：1.掌握用液式測壓及測量流體靜壓強的技能。2.驗證不可壓縮流體靜力學基本方程，加深對位置水頭，壓力水頭和測壓管水頭的理解。3.觀察真空度（負壓）的生產過程，進一步加深對真空度的理解。4.測量油的相對密度。5.通過對諸多流體靜力學現象的實驗分析，進一步提高解決靜力學實際問題的能力。二、實驗原理：1.在重力作用下不可壓縮流體靜力學基本方程。形式一：z+p/r=const(1-1-1a)形式二：P=po+rh(1-1-1b)式中，z為測點在基準面上的位置高度；P為測點的靜水壓強（用相對壓強表示，以下同）；Po為水箱中液面的表面壓強；r為液體的重度；h為測點的液體深度。2.有密度測量原理。當U型管中水面與油水界面齊平（見圖1-1-2），取油水界面為等壓面時，有：Po1=rwh1=roH另當U型管中水面與油面齊平（見圖1-1-3），取油水界面為等壓面時，有：Po2+rwH=roH(1-1-2)即Po2=-rwh2=roH-rwH(1-1-3)由式（1-1-2），式（1-1-3）兩式聯立可解得：H=h1+h2代入式（1-1-2）可得油的相對密度do為：do=ro/rw=h1/(h1+h2)(1-1-4)根據式（1-1-4），可以用儀器直接測得do。三、實驗裝置：本實驗的裝置如圖1-1所示。1.測壓管；2.代表吃的測壓管；3.連通管；4.通氣閥；5.加壓打氣球；6.真空測壓管；7.截止閥；8.U型測壓管；9.油柱；10.水柱；11.減壓放水閥。圖1-1：流體靜力學實驗裝置圖四、實驗步驟：1.了解實驗裝置及其用法，包括：（1）各閥門的開關。（2）加壓的方法：關閉所有閥門，然后用打氣球充氣。（3）減壓方法：開啟筒底減壓放水閥們11放水。（4）檢查儀器是否密封：加壓后檢查測壓管1、2、8的液面高程是否恒定。若下降，則查明原因并加以處理。2.在進行實驗前，需要記錄儀器編號以及各常數。3.在實驗操作過程中，需要記錄并處理數據。4.測量點的靜壓強需要進行以下步驟：(1)打開通氣閥4（此時po=0），記錄水箱液面高標▽和測壓管的液面標高▽H（此時▽o=▽H）。(2)打開通氣閥4及截止閥7，用打氣球加壓使po>0，測記▽o及▽H。(3)打開減壓放水閥11，使po<0（要求其中一次pB<0，即▽H<▽B），測記▽及▽H。5.測量測壓管6插入水杯中水的深度。6.測定油的相對密度do需要進行以下步驟：(1)開啟通氣閥4，測記▽0。(2)關閉通氣閥4，用打氣球加壓（po>0），微調放氣螺母使U型管中水面與液面齊平，測記▽及▽H（此過程反復進行3次）。(3)打開通氣閥4，待液面穩(wěn)定后，關閉所有閥門，然后開啟減壓放水閥11降壓（po<0），使U型管中水面與油面相齊平，測記▽及▽H（此過程反復進行3次）。實驗報告處理：1.測壓管水頭線是指測壓管液面的連線，同一靜止液面的測壓管水頭線是一根水平線。2.當pB<0時，水箱內的真空區(qū)域包括過測壓管液面、過箱頂小水杯的液面和U形測壓管中自水面向下深度為12.8cm的一段水柱。3.最簡單的方法測定油的相對密度do是用直尺分別測量水箱內通大氣的情況下，U形測壓管油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度hw和ho，由式γwhw=γoho求得do。4.如果測壓管太細，對測壓管液面的讀數將會有影響。一般情況下，當玻璃測壓管內徑大于10mm時，毛細管影響可以忽略不計。另外，當水質不好時，液體的表面張力會減小，毛細現象的高度也會減小。如果使用有機玻璃管作為測壓管，由于其浸潤角θ較大，毛細現象的高度比普通玻璃小。當使用同一根測壓管測量液體相對壓差值時，毛細現象不會對測量結果產生影響，因為在測量高低壓強時，毛細現象會相互抵消。過C點作一水平面，相對管1、2、5及水箱中液體而言，這個水平面是不是等壓面？并且哪一部分液體是同一等壓面？這個水平面只是相對于管1、2和水箱中的液體而言才是等壓面，不是全部液體的等壓面。因為只有滿足以下五個條件的平面才是等壓面：(1)重力液體；(2)靜止；(3)連通；(4)連通介質為同一均勻液體；(5)同一水平面。而管5與水箱之間不滿足條件(4)，因此，相對于管5和水箱中的液體而言，該水平面不是等壓面。表1-1是流體靜壓強測量記錄及計算表。其中，壓力水頭、水箱液面、測壓管2液面、測壓管水頭、p、A、/(10m)、H/(10m)、、pB、、pC、、pD、、zC＋pC、zD＋pD/(10m)/(10m)分別表示對應的測量項和計算結果。表1-2是油相對密度測量記錄及計算表。其中，條件次序、水箱液面、測壓管2液面h1、h1/(10m)－2、h2、h2/(10m)－2、/(10m)、H/(10m)、分別表示對應的測量項和計算結果。11.7根據公式，當液體密度為2g/cm3，重力加速度為10m/s2時，深度為2m的液體壓強為2/(10m)2。液體的比重可以用液面高度h1和油水交