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1、中国石油大学(华东)工程流体力学实验报告实验日期:2012・3・19成绩:班级:石工10・12班学号:10021563,姓名:宋胜教师:王连英同组者:邓向飞10021565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
2、的装置如图1T所示。1.测压管;4.通气阀;2.带标尺的测压管;5.加压打气球;3.连通管;6.真空测压管;7.截止阀;8.U型测压管;9.油柱;10.水柱;11.减压放水阀;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Vb,Vc,V。系测点B,C,D的标高。若同吋取标尺零点作为静力学基本方程的基准,则Vb,Vc,Vd亦成为%,Zc,zDO(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木方程。形式一:z+—=con
3、st(l-l~la)形式二:P=PO+/(l-1-lb)式中z-—测点在基准面以上的位置高度;P—测点的静水压强(用相对压强表示,一下同);Po--水箱中液面的表面压强;卩一液体的重度;h—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1-1-2),取油水界面为等压面时,有:Poi=/w=/oH(见图1-1-3),取油水界面为等压面时,另当U形管中水面与油面平齐有:P02+7WH二%H即Po2=-/,h2=/oH-/lvH图1-2四、实验要求1•记录有关常数实验装置编号No
4、.14各测点的标尺读数为:VB=2.1xl0~2m;Vc=-2.9xl0'2m;VD=-5.9x10*2m;基准面选在测压管2标尺的0刻度线处;-2.3xl0-2m;zD=-5.9x10'2m;2.分别求岀各次测量时,A、B、C、D点的压强,并选择一基准验证同一静止液体内的任意二点C、D的(z+£)是否为常数./3.求出油的重度。人二8291.91N/m34.测出6#测压管插入小水杯水中深度。△九二4.20xlO^m五、实验步骤1.了解仪器的组成及其用法,包括:(1)各阀门的开关。(2)加压方法:
5、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.记录仪器编号及各常数。3•进行实验操作,记录并处理实验数据(见表1-1-1和表1-1-2)o4.量测点静压强。(1)打开通气阀4(此时P。二0),记录水箱液面标高乞和测压管2的液面标高(此时V。二%)。(2)关闭通气阀4及截止阀7,用打气球加压使P0>0,测记V。及Vho(3)打开减压放水阀11
6、,使P0<0(要求其屮一次PbVO,即%V,测记及V0o5.测出测压管6插入小水杯中水的深度。6.测定油的相对密度d°.(1)开启通气阀4,测记V。。(2)关闭通气阀4,用打气球加压(p°>0),微调放气螺母使U形管中水面与油水界面齐平(见图1-1-2),测记V。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(PoVO),使U形管屮的水面与油面齐平(见图1-1-3),测记久及%(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
7、,以防液体溢出及油珠吸附在管壁上。大气后务必关闭加压打气球下端的阀门,以防漏气。2.在实验过程屮,装置的气密性要求保持良好七、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:同一静止液体内的测压管水头线是水平线。2.当几<0时,试根据记录数据确定水箱内的真空区域。答:当心<0时,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,该平面以上密封的水、气所占的空间区域,为真空区域。因为相对测压管2及水箱内的水体而言,该水平面为等压面,为大气压强。(2)过箱顶水杯的液面作一水平面
8、,测压管4中,该平面以上的水体为真空区域。(3)在测压管5中,自水面向下深度有一段水柱亦为真空区。这段水柱高度与测压管2液而低于水箱液而的高度相等,也与测压管4液面高于水杯液面高度相等。3.若再备一根直尺,试采用另外最简便的方法测定久。答:关闭空气阀与截止阀,用打气球加压使测压管液面高于水箱液面,此时U型管中油面高于水面,记录U型管水面高度h°以及测压管高度hi,并用直尺油面咼于水面的咼度h—则有:do=h2/(h]・ho)。4.如测压管太细,对测压管液面的读数将有何影响?答:测压