工程流体力学_流体静力学实验

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1、工程流体力学实验报告实验日期：2012.2.27成绩：班级：2010级热能6班学号：20103969姓名：徐金教师：同组者：熊友福、张浩、陈丹阳实验一、流体静力学实验一、实验目的1．掌握用液式测压计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，加深对位置水头、压力水头和测压管水头的理解。3．观察真空度（负压）的产生过程，进一步加深对真空度的理解。4．测定油的相对密度。5．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、实验装置本实验的装置如图1-1所示。1.测压管；2.带标尺的测压管；3.连通管；4

2、.通气阀；5.加压打气球；6.真空测压管；7.截止阀；8.U形测压管；9.油柱；10.水柱；11.减压放水阀图1-1流体静力学实验装置图说明：（1）所有测压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▽A,▽B,▽C系测点A,B,C的标高。若同时取标尺7cm点作为静力学基本方程的基准，则▽A,▽B,▽C亦为zA,zB,zC。（3）本仪器中所有阀门旋柄均以顺管轴线为开。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。形式一：(1-1-1a)形式二：（1-1-1b）式中——测点在基准面以上的位置高度；——测点的静水压

3、强（用相对压强表示，以下同）；——水箱中液面的表面压强；——液体的重度；——测点的液体深度。2．油密度测量原理。当U形管中水面与油水界面齐平（见图1-2），取油水界面为等压面时，有(1-1-2)另当U形管水面与油面齐平（见图1-3）,取油水界面为等压面时，有：即（1-1-3）由式(1-1-2)、式（1-1-3）两式联立可解得：代入式（1-1-2）可得油的容重为γ：（1-1-4）根据式(1-1-4)，可以用仪器直接测得h1>h2。图1-2图1-3四、实验要求1．记录有关常数实验装置编号No.2各测点的标尺读数为：▽A=2.00；▽B=-3.

4、00；▽C=-6.80；基准面选在▽=7.00×10-2m；zA=-5.00；zB=-10.00；zC=-13.802．分别求出各次测量时，A、B、C点的压强，并选择一基准验证同一静止液体内的任意二点A、B、C的()是否为常数？答：以的第一组数据为例计算。由，得同理：进而可求得其他各次测量时，A,B,C点的压强。选测压管2的7cm刻度所在水平面为基准，则：由上式计算结果可以看出同一静止液体内的任意三点A、B、C的()为常数。3．求出油的容重。γ=答：由表1-1数据：4．完成表1-1及表1-2。五、实验步骤1．了解仪器的组成及其用法，包括：

5、（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）减压方式：开启筒底减压放水阀11放水。（4）检查仪器是否密封：加压后检查测压管1，2,8的液面高程是否恒定。若下降，则表明漏气，应查明原因并加以处理。2．记录仪器编号及常数。3．进行实验操作，记录并处理实验数据（见表1-1及表1-2）。4．量测点静压强。（1）打开通气阀4（此时=0），记录水箱液面标高和测压管2的液面标高（此时）。（2）关闭通气阀4及截止阀7，用打气球加压使，测记及。（3）打开减压放水阀11，使<0,测记及。5．测定油的容重γ。（1）开

6、启通气阀4，测记。（2）关闭通气阀4，用打气球加压（），微调放气螺母使U形管中水面与油水界面齐平（见图1-2），测记及。（此过程反复进行3次）。（3）打开通气阀4，待液面稳定后，关闭所有阀门，然后开启减压放水阀11降压（<0）使U形管中的水面与油面齐平（见图1-3），测记及（此过程亦反复进行3次）。六、注意事项1．用打气球加压、减压需缓慢，以防液体溢出及油珠吸附在管壁上。打气后务必关闭加压打气球下端的阀门，以防漏气。2．在实验过程中，装置的气密性要求保持良好。表1-1流体静压强测量记录及计算表实验条件次序水箱液面测压管2液面压强水头测压管

7、水头1123123条件次序水箱液面测压管2液面｜▽0-▽H｜｜▽0-▽H｜的平均值且U型管中水面与油水交界面齐平1h1=23且U型管中水面与油面齐平1h2=23表1-2油密度测量记录及计算表七、问题分析1．同一静止液体内的测压管水头线是根什么线?答：测压管水头为，同一基准面各点的测压管水头高度相同，所以测压管水头线为一水平线2．当时，试根据记录数据确定水箱内的真空区域。答：当时，由的第一组数据，，测压管2的液面的压强即为外界大气压压强，沿其做一水平面，则水箱中该水平面以上区域即为真空区域。3．若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定。答

8、：（1）打开通气阀，待液面稳定（2）过油水界面做一水平等压面，用尺子测量U形测压管左侧该水平面以上液柱的高度，及右侧油的高度，（3）由等压面上压力相等得：，即。4．如测压管太细，对测压管液面的