静水压强实验完成版

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1、§1-1静水压强实验（ExperimentofStasticHydraulicsPressure）一、实验目的要求、1、掌握用测压管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；3、通过对诸多流体静力学现象的实验分析研讨，进一步提高解决静力学实际问题的能力。4、巩固绝对压强、相对压强、真空度概念。二、实验装置、图1.1静水压强实验装置图1、测压管；2、带标尺测压管；3、连通管；4、真空测压管；5、U型测压管；6、通气阀；7、加压打气球；8、截止阀；9、油柱；10、水柱；11、减压放水阀。说明：1、所有测压管液面标高

2、均以标尺（测压管2）零读数为基准；2、仪器铭牌所注、、系测点B、C、D标高；若同时取标尺零点作为静力学基本方程的基准点，则、、亦为、、；3、本仪器所有阀门旋柄顺管轴线为开。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为：+=或：（1.1）式中：——被测点在基准面以上的位置高度；——被测点的静水压强，用相对压强表示，以下同；——水箱中液面的表面压强；——液体容重；——被测点的液体深度。另对装有水油（图1.2及图1.3）U型测管，应用等压面原理可得油的比重有下列关系：==（1.2）据此可用仪器直接测得四、实验方法与步骤

3、、1、搞清仪器组构及其用法，包括：1）阀门开关；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——开启筒底阀11放水；4）检查仪器是否密封——加压后检查测管1、2、5液面高程是否恒定。若下降，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（记入表1.1）。五、实验数据记录及分析1、量测点静压强（各点压强用厘米水柱高表示）。1）打开通气阀6（此时0=0），记录水箱液面标高和测管2液面标高（此时=）；记录：=9.8×10-3=2.10=-2.90=-5.90相对压强：相对压强：相对压强：相对压

4、强：2）关闭通气阀6及截止阀8，加压使形成0＞0，测记及；记录：条件：0＞0单位：（cm）标高次数1239.209.609.4012.9031.4022.300＞0即加压时，次数1：相对压强：相对压强：相对压强：相对压强：次数2：次数3：选择一基准面验证:（以次数3为例）同一静止液体内的任意二点（C、D）的（）为常数。即验证：=常数3）打开放水阀11，使形成0＜0（要求其中一次，即＜），测记及。记录：条件：0＜0单位：（cm）标高次数1239.409.409.406.300.803.500＜0即减压时，次数1：相对压强：相对压

5、强：相对压强：相对压强：次数2：（对应）次数3：选择一基准面验证:（以次数3为例）同一静止液体内的任意二点（C、D）的（）为常数。即验证：=常数2、测定油比重。1）开启通气阀6，测记；记录：2）关闭通气阀6，打气加压（0＞0），微调放气螺母使U型管中水面与油水交界面齐平（图1.2），测记及（此过程反复进行三次）；记录：单位：（cm）标高次数1239.409.389.4218.0017.8018.20平均值：的均值：3）打开通气阀，待液面稳定后，关闭所有阀门；然后开启放水阀11降压（0＜0），使U型管中的水面与油面齐平（图1.3

6、），测记及（此过程亦反复进行三次）。记录：单位：（cm）标高次数1237.507.507.409.409.609.40平均值：的均值：经查阅可知油的容重：六、实验分析与思考题、1、实验分析：1）若再备一根直尺，如何采用最简便的方法测定0？最简单的方法是，用直尺分别测量水箱内通大气情况下，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）如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响？设被测液体为水，如测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，会造成测量误差，毛细高度由下式计算：式中，为表面张力系数；为液体容重；为测压管内

7、径；为毛细升高。常温（=20℃）的水，=7.28，=0.983。水与玻璃的浸润角很小，可认为cos=1.0。于是有（、单位均为）一般来说，当玻璃测压管的内径大于10时，毛细影响可忽略不计。另外，当水质不洁时，减小，毛细高度也较静水小；当采用有机玻璃管作测压管时，浸润角较大，其较普通玻璃管小。如果用一根测压管测量液体相对压差值，则毛细现象无任何影响。因为测量高、低压强时均有毛细现象，但在计算压差时，互相抵消了。3）过C点作一水平面，相对管1、2、5及水箱中液体而言，这个水平面是否等压面？哪一部分液体是同一等压面？不全是等压面，他

8、仅相对管1、2及水箱中的而言，这个水平面才是等压面。因为只有全部具备下列5个条件的平面才是等压面：①重力液体；②静止；③连通；④连通介质为同一均质液体；⑤同一水平面。上述问题中，管5与水箱之间不符合条件④，因此，相对管5和水箱中的液体而言，该水平面不是等压面。2、实验思考题：