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时间:2018-07-08
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1、中国石油大学(华东)现代远程教育工程流体力学实验报告学生姓名:学号:年级专业层次:学习中心:提交时间:年月日实验名称流体静力学实验实验形式在线模拟+现场实践提交形式提交电子版实验报告一、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; 测定油的相对密度; 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、实验原理 1.在重力作用下不可压缩流体静力学基本方程
2、 形式之一: (1-1a) 形式之二: P=P0+γh (1-1b) 式中 Z——被测点在基准面以上的位置高度; P——被测点的静水压强,用相对压强表示,以下同; P0——水箱中液面的表面压强; γ——液体重度; h——被测点的液体深度。 2.油密度测量原理 当U型管中水面与油水界面齐平(图1-2),取其顶面为等压面,有 P0
3、1=γwh1=γ0HP01 (1-2) 另当U型管中水面和油面齐平(图1-3),取其油水界面为等压面,则有 P02+γwH=γ0H 即 P02=-γwh2=γ0H-γwH (1-3) 由(1-2)、(1-3)两式联解可得: 代入式(1-2)得油的相对密度 (1-4) 据此可用仪器(不用另外尺)直接测得。
4、 流型判别方法(奥齐思泽斯基方法): 三、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1.测压管; 2.带标尺的测压管; 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、、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,则、、亦为、、;3.本仪器中所有阀门旋柄顺管轴线为开。四、实验步骤 1.搞
5、清仪器组成及其用法。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:开启筒底阀11放水; (4)检查仪器是否密封 加压后检查测管l、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、各常数。 3.实验操作,记录并处理实验数据,见表1-1和表1-2。 4
6、.量测点静压强。 (1)打开通气阀6(此时),记录水箱液面标高和测管2液面标高(此时); (2)关闭通气阀6及截止阀8,加压使之形成,测记及; (3)打开放水阀11,使之形成(要求其中一次,即),测记及。 5.测出测压管4插入小水杯中的深度。 6.测定油的相对密度。 (1)开启通气阀6,测记; (2)关闭通气阀6,打气加压(),微调放气螺母使U形管中水面与油水交界面齐平(图1-2
7、),测记及(此过程反复进行3次)。 (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(),使U形管中的水面与油面齐平(图1-3),测记(此过程亦反复进行3次)。五、实验报告处理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.当时,试根据记录数据确定水箱内的真空区域。答:当时,即PB/γ<0,相应容器的真空区域包括以下三部分:(1)过测压管2液面作一水平面,由等压面原理知,相对测压管2及水箱内的水体而言,该水平面为等压面,
8、为大气压强,故该平面以上密封的水、气所占的空间区域,为真空区域。(2)同理,过箱顶小水杯的液面作一水平面,测压管4中,该平面以上的水体亦为真空区域。(3)在测压管5中,自水面向下深度某一段水柱亦为真空区。这段高度与测压管2液面低于箱液面的高度相等,亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等。3
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